Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д29 C2 № 3687
i

К вер­ти­каль­ной стен­ке при­сло­не­на од­но­род­ная доска, об­ра­зу­ю­щая с го­ри­зон­таль­ным полом угол  альфа =45 гра­ду­сов. Ко­эф­фи­ци­ент тре­ния доски об пол равен \mu =0,4. Каков дол­жен быть ко­эф­фи­ци­ент \mu_2 тре­ния доски о стену, чтобы доска оста­ва­лась в рав­но­ве­сии?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

За­пи­шем, на ос­но­ва­нии вто­ро­го за­ко­на Нью­то­на, усло­вия рав­но­ве­сия доски в про­ек­ци­ях на вер­ти­каль­ную и го­ри­зон­таль­ную оси, а также ра­вен­ство мо­мен­тов сил, вра­ща­ю­щих доску по ча­со­вой стрел­ке и про­тив ча­со­вой стрел­ки, от­но­си­тель­но ее цен­тра (см. рис.).

\beginarrayl mg=N_1 плюс F_тр2, N_2=F_тр1, левая круг­лая скоб­ка F_тр1 плюс N_2 пра­вая круг­лая скоб­ка \dfracl2 синус альфа плюс F_тр2\dfracl2 ко­си­нус альфа =N_1\dfracl2 ко­си­нус альфа . \endarray

Здесь через m и l обо­зна­че­ны масса и длина доски, через N_1 и N_2, F_тр1 и F_тр2  — силы нор­маль­но­го дав­ле­ния и силы тре­ния доски об пол и стену, со­от­вет­ствен­но.

 

При ми­ни­маль­но воз­мож­ном ко­эф­фи­ци­ен­те тре­ния \mu_2 обе силы тре­ния при рав­но­ве­сии доски до­сти­га­ют своих мак­си­маль­ных зна­че­ний F_тр1=\mu _1N_1 и F_тр2=\mu _2мин N_2. Из за­пи­сан­ных урав­не­ний по­лу­ча­ем: \mu _2мин = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: \mu _1 конец дроби минус 2\operatorname тан­генс альфа =0,5. Если \mu _2 будет иметь боль­шее зна­че­ние, то рав­но­ве­сие, оче­вид­но, не на­ру­шит­ся. Таким об­ра­зом, \mu _2 боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: \mu _1 конец дроби минус 2\operatorname тан­генс альфа =0,5.

 

Ответ: \mu _2 боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: \mu _1 конец дроби минус 2\operatorname тан­генс альфа =0,5.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния от­ве­та на за­да­ние С2 Баллы
При­ве­де­но пол­ное ре­ше­ние, вклю­ча­ю­щее сле­ду­ю­щие эле­мен­ты:
I) за­пи­са­ны по­ло­же­ния тео­рии и фи­зи­че­ские за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти; при­ме­не­ние ко­то­рых не­об­хо­ди­мо для ре­ше­ния за­да­чи вы­бран­ным спо­со­бом;
II) опи­са­ны все вво­ди­мые в ре­ше­нии бук­вен­ные обо­зна­че­ния фи­зи­че­ских ве­ли­чин (за ис­клю­че­ни­ем обо­зна­че­ний кон­стант, ука­зан­ных в ва­ри­ан­те КИМ, и обо­зна­че­ний, ис­поль­зу­е­мых в усло­вии за­да­чи);
III) пред­став­лен схе­ма­ти­че­ский ри­су­нок с ука­за­ни­ем сил, по­яс­ня­ю­щий ре­ше­ние;
IV) про­ве­де­ны не­об­хо­ди­мые ма­те­ма­ти­че­ские пре­об­ра­зо­ва­ния (до­пус­ка­ет­ся вер­баль­ное ука­за­ние на их про­ве­де­ние) и рас­че­ты, при­во­дя­щие к пра­виль­но­му чис­ло­во­му от­ве­ту (до­пус­ка­ет­ся ре­ше­ние «по ча­стям» с про­ме­жу­точ­ны­ми вы­чис­ле­ни­я­ми);
V) пред­став­лен пра­виль­ный ответ с ука­за­ни­ем еди­ниц из­ме­ре­ния ис­ко­мой ве­ли­чи­ны.
3
Пра­виль­но за­пи­са­ны все не­об­хо­ди­мые по­ло­же­ния тео­рии, фи­зи­че­ские за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, и про­ве­де­ны не­об­хо­ди­мые пре­об­ра­зо­ва­ния. Но име­ют­ся сле­ду­ю­щие не­до­стат­ки. За­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие пунк­ту II, пред­став­ле­ны не в пол­ном объ­е­ме или от­сут­ству­ют.

ИЛИ

Пункт III пред­став­лен не в пол­ном объ­е­ме, со­дер­жит ошиб­ки или от­сут­ству­ет.

ИЛИ

В ре­ше­нии лиш­ние за­пи­си, не вхо­дя­щие в ре­ше­ние (воз­мож­но, не­вер­ные), не от­де­ле­ны от ре­ше­ния (не за­черк­ну­ты, не за­клю­че­ны в скоб­ки, рамку и т. п.).

ИЛИ

В не­об­хо­ди­мых ма­те­ма­ти­че­ских пре­об­ра­зо­ва­ни­ях или вы­чис­ле­ни­ях до­пу­ще­ны ошиб­ки, и (или) пре­об­ра­зо­ва­ния/вы­чис­ле­ния не до­ве­де­ны до конца.

ИЛИ

От­сут­ству­ет пункт V, или в нем до­пу­ще­на ошиб­ка.

2
Пред­став­ле­ны за­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие од­но­му из сле­ду­ю­щих слу­ча­ев.
Пред­став­ле­ны толь­ко по­ло­же­ния и фор­му­лы, вы­ра­жа­ю­щие фи­зи­че­ские за­ко­ны, при­ме­не­ние ко­то­рых не­об­хо­ди­мо для ре­ше­ния за­да­чи, без каких-⁠либо пре­об­ра­зо­ва­ний с их ис­поль­зо­ва­ни­ем, на­прав­лен­ных на ре­ше­ние за­да­чи, и от­ве­та.

ИЛИ

В ре­ше­нии от­сут­ству­ет ОДНА из ис­ход­ных фор­мул, не­об­хо­ди­мая для ре­ше­ния за­да­чи (или утвер­жде­ние, ле­жа­щее в ос­но­ве ре­ше­ния), но при­сут­ству­ют ло­ги­че­ски вер­ные пре­об­ра­зо­ва­ния с име­ю­щи­ми­ся фор­му­ла­ми, на­прав­лен­ные на ре­ше­ние за­да­чи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из ис­ход­ных фор­мул, не­об­хо­ди­мых для ре­ше­ния за­да­чи (или в утвер­жде­нии, ле­жа­щем в ос­но­ве ре­ше­ния), до­пу­ще­на ошиб­ка, но при­сут­ству­ют ло­ги­че­ски вер­ные пре­об­ра­зо­ва­ния с име­ю­щи­ми­ся фор­му­ла­ми, на­прав­лен­ные на ре­ше­ние за­да­чи.

1
Все слу­чаи ре­ше­ния, ко­то­рые не со­от­вет­ству­ют вы­ше­ука­зан­ным кри­те­ри­ям вы­став­ле­ния оце­нок в 1, 2, 3 балла. 0
Мак­си­маль­ное ко­ли­че­ство бал­лов 3
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.2.4 Вто­рой закон Нью­то­на: для ма­те­ри­аль­ной точки в ИСО
Гость 28.10.2012 14:14

Ска­жи­те по­жа­луй­ста по­че­му Fтр1*l/2sina,а не ко­си­нус?я по­ни­маю что ре­зуль­а­та тот же,но все же крат­чай­шее же рас­сто­я­ние от Fтр1 до оси вра­ще­ния Fтр1*l/2cosa или как??также и с N2

Спа­си­бо.

Алексей

Доб­рый день!

Во-пер­вых, ре­зуль­тат, ко­неч­но, оди­на­ко­вый толь­ко для угла в 45 в сте­пе­ни о .

Во-вто­рых, для опре­де­ле­ния мо­мен­та, нужно умно­жить мо­дуль силы на плечо, то есть на рас­сто­я­ние от оси вра­ще­ния до линии дей­ствия силы. Для силы F_тр1 плечо равно рас­сто­я­нию от цен­тра палки до пола, то есть  дробь: чис­ли­тель: l, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби синус альфа .

вадим Блинов 14.06.2016 18:53

Можно по­по­дроб­нее, как вы по­лу­ча­е­те урав­не­ние с тан­ген­сом?

Антон

 левая круг­лая скоб­ка F_тр1 плюс N_2 пра­вая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: l, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби синус альфа плюс F_тр2 дробь: чис­ли­тель: l, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­си­нус альфа =N_1 дробь: чис­ли­тель: l, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­си­нус альфа рав­но­силь­но

 левая круг­лая скоб­ка F_тр1 плюс N_2 пра­вая круг­лая скоб­ка тан­генс альфа плюс F_тр2 =N_1 рав­но­силь­но

 левая круг­лая скоб­ка N_2 плюс N_2 пра­вая круг­лая скоб­ка тан­генс альфа плюс \mu_2N_2 = дробь: чис­ли­тель: F_тр1, зна­ме­на­тель: \mu_1 конец дроби рав­но­силь­но

2N_2 тан­генс альфа плюс \mu_2N_2 = дробь: чис­ли­тель: N_2, зна­ме­на­тель: \mu_1 конец дроби рав­но­силь­но

2 тан­генс альфа плюс \mu_2 = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: \mu_1 конец дроби рав­но­силь­но

\mu_2 = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: \mu_1 конец дроби минус 2 тан­генс альфа .

вадим Блинов 14.06.2016 20:43

спа­си­бо