Задание 26 ЕГЭ по физике · E068D9
Сила давления груза на брусок
Два одинаковых бруска массой М = 500 г связаны между собой невесомой нерастяжимой нитью, перекинутой через невесомый гладкий блок, неподвижно закреплённый на потолке (см. рисунок).
На один из брусков кладут груз массой m = 100 г, и система приходит в движение. С какой силой F груз будет давить на брусок? Сделайте схематический рисунок с указанием сил, действующих на бруски и груз. Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.
На один из брусков кладут груз массой m = 100 г, и система приходит в движение. С какой силой F груз будет давить на брусок? Сделайте схематический рисунок с указанием сил, действующих на бруски и груз. Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Так как нить нерастяжима, оба бруска движутся с одинаковыми по модулю ускорениями. Блок гладкий, поэтому сила натяжения нити по обе стороны блока одинакова. Рассмотрим систему, состоящую из двух брусков и груза.
a=(M+m)g−Mg2M+m=mg2M+m
Ускорение системы направлено вниз со стороны правого бруска с грузом. Подставим значения масс в единицах СИ и примем g=10 м/с2.
a=0,1⋅102⋅0,5+0,1=11,1≈0,91 м/с2
На груз действуют сила тяжести mg, направленная вниз, и сила реакции опоры F, направленная вверх. По третьему закону Ньютона груз действует на брусок с такой же по модулю силой, поэтому искомая сила равна силе реакции опоры.
mg−F=ma
Выразим силу давления груза на брусок и вычислим её значение.
F=m(g−a)=0,1(10−0,91)≈0,91 Н
Законы Ньютона применимы в инерциальной системе отсчёта, связанной с Землёй. Условие невесомости нити и блока позволяет считать натяжение нити одинаковым по всей её длине, а нерастяжимость нити — связывать ускорения брусков.
a=(M+m)g−Mg2M+m=mg2M+m
Ускорение системы направлено вниз со стороны правого бруска с грузом. Подставим значения масс в единицах СИ и примем g=10 м/с2.
a=0,1⋅102⋅0,5+0,1=11,1≈0,91 м/с2
На груз действуют сила тяжести mg, направленная вниз, и сила реакции опоры F, направленная вверх. По третьему закону Ньютона груз действует на брусок с такой же по модулю силой, поэтому искомая сила равна силе реакции опоры.
mg−F=ma
Выразим силу давления груза на брусок и вычислим её значение.
F=m(g−a)=0,1(10−0,91)≈0,91 Н
Законы Ньютона применимы в инерциальной системе отсчёта, связанной с Землёй. Условие невесомости нити и блока позволяет считать натяжение нити одинаковым по всей её длине, а нерастяжимость нити — связывать ускорения брусков.
Пример ответа
Сила давления груза на брусок: F ≈ 0,91 Н.
Источник: Открытый банк ФИПИ E068D9
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.