Задание 21 ЕГЭ по физике · 170B54
Реакция стола и сила натяжения
Лёгкая нить, привязанная к грузу массой m=0,4 кг, перекинута через идеальный неподвижный блок. К правому концу нити приложена постоянная сила F⃗ . Левая часть нити вертикальна, а правая наклонена под углом α=30° к горизонту (см. рисунок).
Постройте график зависимости модуля силы реакции стола N от F на отрезке 0≤F≤10 Н. Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Сделайте рисунок с указанием сил, приложенных к грузу.
Постройте график зависимости модуля силы реакции стола N от F на отрезке 0≤F≤10 Н. Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Сделайте рисунок с указанием сил, приложенных к грузу.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
На груз действуют сила тяжести mg, сила натяжения нити T, направленная вверх, и сила реакции стола N, направленная вверх.
mg=0,4⋅10=4 Н
Так как нить лёгкая, а блок идеальный, натяжение нити одинаково на обоих участках и равно приложенной силе.
T=F
Пока груз находится на столе, его вертикальное ускорение равно нулю. По второму закону Ньютона:
N+T−mg=0
Подставляя T=F, получаем зависимость реакции стола от приложенной силы.
N=mg−F=4−F
Груз сохраняет контакт со столом, пока N≥0. При N=0 происходит отрыв.
4−F=0⇒F=4 Н
При 0≤F≤4 Н график является отрезком прямой от точки (0;4) до точки (4;0). При 4<F≤10 Н груз не соприкасается со столом, поэтому сила реакции равна нулю; график совпадает с осью F.
mg=0,4⋅10=4 Н
Так как нить лёгкая, а блок идеальный, натяжение нити одинаково на обоих участках и равно приложенной силе.
T=F
Пока груз находится на столе, его вертикальное ускорение равно нулю. По второму закону Ньютона:
N+T−mg=0
Подставляя T=F, получаем зависимость реакции стола от приложенной силы.
N=mg−F=4−F
Груз сохраняет контакт со столом, пока N≥0. При N=0 происходит отрыв.
4−F=0⇒F=4 Н
При 0≤F≤4 Н график является отрезком прямой от точки (0;4) до точки (4;0). При 4<F≤10 Н груз не соприкасается со столом, поэтому сила реакции равна нулю; график совпадает с осью F.
Пример ответа
N(F)=4−F Нпри0≤F≤4Н;N(F)=0при4≤F≤10Н.Графикпроходитчерезточки(0;4)и(4;0),затемсовпадаетсосьюF.
Источник: Открытый банк ФИПИ 170B54
Похожие задания
21В опыте по изучению фотоэффекта катод освещается зелёным светом, в результате чего в цепи возникает ток (рис.…Изменение фототока при фиолетовом свете · 00B1EF21Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от…Равновесие капли в конденсаторе · 075D3921К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с…Зависимость тока от индуктивности · 0A303921На рисунке 1 приведена зависимость внутренней энергии U 1 моль идеального одноатомного газа от его давления р…Переход из координат U–p в p–V · 0A953321Линзу удерживают на расстоянии 3 см от тетрадного листа с клетками, на котором нарисованы направленные в одну…Определение фокусного расстояния линзы · 0B795A21Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью С1 = 2С, С2 = С, С3 = 4С и С4 = 2С подключена к источнику…Энергия батареи конденсаторов · 0C59AA
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.