Задание 22 ЕГЭ по физике · AB3A90
Трение на вращающемся диске
На шероховатом горизонтальном диске, вращающемся вокруг вертикальной оси, покоится небольшое тело. Расстояние от оси вращения до тела r = 25 см. Угловую скорость вращения диска начали медленно увеличивать. Каков коэффициент трения μ между телом и диском, если тело начало скользить по диску при угловой скорости ω = 4 рад/с? Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на тело.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
На тело действуют сила тяжести mg вниз, нормальная реакция опоры N вверх и сила трения, направленная к оси вращения. Сила трения обеспечивает центростремительное ускорение тела.
N=mg
Перед началом скольжения сила трения достигает максимального значения:
Fтр,max=μN=μmg
Для движения тела по окружности необходима центростремительная сила:
Fцс=mω2r
В момент начала скольжения максимальная сила трения равна необходимой центростремительной силе:
μmg=mω2r
После сокращения массы тела выразим коэффициент трения. Расстояние переведём в СИ: r=25 см =0,25 м.
μ=ω2rg
Подставим значения, принимая g≈10 м/с2:
μ=42⋅0,2510=410=0,4
N=mg
Перед началом скольжения сила трения достигает максимального значения:
Fтр,max=μN=μmg
Для движения тела по окружности необходима центростремительная сила:
Fцс=mω2r
В момент начала скольжения максимальная сила трения равна необходимой центростремительной силе:
μmg=mω2r
После сокращения массы тела выразим коэффициент трения. Расстояние переведём в СИ: r=25 см =0,25 м.
μ=ω2rg
Подставим значения, принимая g≈10 м/с2:
μ=42⋅0,2510=410=0,4
Пример ответа
μ = 0,4. На рисунке следует показать силы mg и N, направленные вертикально вниз и вверх, а также силу трения, направленную горизонтально к оси вращения.
Источник: Открытый банк ФИПИ AB3A90
Похожие задания
22Тело движется прямолинейно с постоянным ускорением из состояния покоя. На некотором участке пути за 2 с…Время до участка движения · 08300622Фототок с литиевого фотокатода, освещаемого монохроматическим излучением с длиной волны l0, прекращается при…Определение длины волны фотокатода · 0B795422Груз массой m = 2,0 кг и объёмом V = 10^( – 3) м^(3), подвешенный на тонкой нити, целиком погружён в жидкость…Плотность жидкости по силе Архимеда · 16C3B922Автомобиль массой 1700 кг двигался по дороге. Его положение на дороге изменялось согласно графику зависимости…Максимальная кинетическая энергия автомобиля · 17257D22Однородный цилиндр объёмом 4·10^(–4) м^(3) подвешен на нити и наполовину погружён в воду. Какова плотность…Плотность цилиндра в воде · 1F1FD622Нить, удерживающая лёгкую пружину в сжатом состоянии, внезапно оборвалась (см. рисунок). На сколько…Расчётная задача: механика · 24CD61
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.