Задание 26 ЕГЭ по физике · 89181B
Ускорение тележки при движении влево
В установке, изображённой на рисунке, масса грузика m подобрана так, что первоначально покоящаяся тележка после толчка вправо движется равномерно по поверхности трибометра. С каким ускорением будет двигаться тележка, если её толкнуть влево? Масса грузика m в 9 раз меньше массы тележки M. Массами блока и нити пренебречь. Нить нерастяжима. Силу сопротивления движению тележки считать постоянной и одинаковой в обоих случаях.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Рассмотрим движение тележки вправо. Тележка движется равномерно, поэтому равнодействующая горизонтальных сил равна нулю. Следовательно, натяжение нити равно силе сопротивления движению:
T1−F=0,F=T1
При равномерном движении груз также движется равномерно. Поэтому для груза натяжение нити равно его весу:
mg−T1=0,T1=mg
Значит, сила сопротивления движению тележки равна:
F=mg
После толчка влево тележка движется влево, а сила сопротивления и сила натяжения нити направлены вправо. Для тележки, записывая второй закон Ньютона по модулю ускорения, получаем:
Ma=F+T
Груз при движении тележки влево опускается. Для него:
mg−T=ma
Сложим уравнения движения тележки и груза, исключив натяжение нити:
Ma+ma=F+mg
Подставим F=mg и M=9m:
a=F+mgM+m=2mg9m+m=g5
T1−F=0,F=T1
При равномерном движении груз также движется равномерно. Поэтому для груза натяжение нити равно его весу:
mg−T1=0,T1=mg
Значит, сила сопротивления движению тележки равна:
F=mg
После толчка влево тележка движется влево, а сила сопротивления и сила натяжения нити направлены вправо. Для тележки, записывая второй закон Ньютона по модулю ускорения, получаем:
Ma=F+T
Груз при движении тележки влево опускается. Для него:
mg−T=ma
Сложим уравнения движения тележки и груза, исключив натяжение нити:
Ma+ma=F+mg
Подставим F=mg и M=9m:
a=F+mgM+m=2mg9m+m=g5
Пример ответа
a=g/5, ускорение направлено вправо; при g≈10 м/с2 a≈2 м/с2.
Источник: Открытый банк ФИПИ 89181B
Похожие задания
26Небольшой кубик массой m=1 кг начинает скользить с нулевой начальной скоростью по гладкой горке, переходящей…Кубик в мёртвой петле · 01DB3F26Снаряд в полёте разорвался на два равных осколка, один из которых продолжил движение по направлению движения…Масса снаряда после взрыва · 03765426Два шарика, массы которых m=0,1 кг и M=0,2 кг, висят, соприкасаясь, на нитях. Левый шарик отклоняют на угол…Удар шариков и теплота · 04966626К бруску массой М прикреплён лёгкий блок (см. рисунок), через него переброшена лёгкая нерастяжимая нить, один…Ускорение бруска с блоком · 04DCB426К бруску массой М = 2 кг прикреплён лёгкий блок (см. рисунок), через него переброшена лёгкая нерастяжимая…Ускорение бруска с блоком · 08702326Имеется недеформированная пружина длиной L = 20 см и жёсткостью k = 30 Н/м, груз массой m = 0,2 кг, а также…Груз на вращающемся диске · 0DDE03
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.