Задание 22 ЕГЭ по физике · 5BCC1F

В предельном случае, когда скорость шайбы в точке А равна v₀, шайба начинает отрываться в точке В. Следовательно, реакция опоры в точке В равна нулю.
N_B=0
В точке В шайба движется по наружной поверхности трубы. Проекция силы тяжести на направление к центру трубы равна mgcosα. Поэтому из второго закона Ньютона в радиальном направлении получаем:
mgcosα=mv_B²R
Скорость шайбы в точке В в предельном случае равна:
v_B²=gRcosα
При движении по наклонной плоскости сила трения совершает работу A_тр=−μmgLcosα, а шайба поднимается на высоту Lsinα. По закону сохранения энергии:
mv₀²2=mv_B²2+mgLsinα+μmgLcosα
Подставим условие отрыва v_B²=gRcosα и выразим коэффициент трения:
μ=v₀²−gRcosα−2gLsinα2gLcosα
При g=10 м/с², v₀=4 м/с, R=0,4 м, L=1 м, α=30^°:
μ=16−10⋅0,4⋅cos30^°−2⋅10⋅1⋅sin30^°2⋅10⋅1⋅cos30^°≈0,23