Задание 26 ЕГЭ по физике · A0A0B3
Ускорение бруска при трении
На горизонтальном столе лежит деревянный брусок. Коэффициент трения между поверхностью стола и бруском μ = 0,1. Если приложить к бруску силу, направленную вверх под углом α = 45° к горизонту, то брусок будет двигаться по столу равномерно прямолинейно. С каким ускорением будет двигаться этот брусок по столу, если приложить к нему такую же по модулю силу, направленную вверх под углом β = 30° к горизонту? Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на брусок.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
На брусок действуют сила тяжести mg, сила реакции опоры N, сила трения Fтр и приложенная сила F. При движении вправо сила трения направлена влево.
Для первого случая вертикальная проекция приложенной силы уменьшает реакцию опоры:
N1=mg−Fsinα
Так как движение равномерное, горизонтальная равнодействующая равна нулю:
Fcosα=μN1=μ(mg−Fsinα)
Из этого условия найдём силу в расчёте на единицу массы:
Fm=μgcosα+μsinα
Во втором случае реакция опоры и сила трения равны:
N2=mg−Fsinβ,Fтр,2=μ(mg−Fsinβ)
По второму закону Ньютона для горизонтального направления:
ma=Fcosβ−μ(mg−Fsinβ)
Подставим выражение для F/m и значения μ=0,1, α=45°, β=30°:
a=gμ(cosβ+μsinβ)cosα+μsinα−μ
Принимая g=10 м/с2, получаем:
a=100,1(cos30°+0,1sin30°)cos45°+0,1sin45°−0,1≈0,18 м/с2
Для первого случая вертикальная проекция приложенной силы уменьшает реакцию опоры:
N1=mg−Fsinα
Так как движение равномерное, горизонтальная равнодействующая равна нулю:
Fcosα=μN1=μ(mg−Fsinα)
Из этого условия найдём силу в расчёте на единицу массы:
Fm=μgcosα+μsinα
Во втором случае реакция опоры и сила трения равны:
N2=mg−Fsinβ,Fтр,2=μ(mg−Fsinβ)
По второму закону Ньютона для горизонтального направления:
ma=Fcosβ−μ(mg−Fsinβ)
Подставим выражение для F/m и значения μ=0,1, α=45°, β=30°:
a=gμ(cosβ+μsinβ)cosα+μsinα−μ
Принимая g=10 м/с2, получаем:
a=100,1(cos30°+0,1sin30°)cos45°+0,1sin45°−0,1≈0,18 м/с2
Пример ответа
Ускорение бруска направлено по движению и равно примерно 0,18 м/с2.
Источник: Открытый банк ФИПИ A0A0B3
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.