
Маленький шарик массой m закреплён на верхнем конце тонкого лёгкого стержня длиной l, нижний конец которого упирается в шероховатую вертикальную стену с коэффициентом трения, равным
а верхний соединён горизонтальной невесомой нерастяжимой нитью со стеной (см. рисунок). Система находится в равновесии. Каков может быть при этом угол α между стержнем и стеной?
Решение. 1. Изобразим силы, действующие на стержень с шариком на конце (см. рисунок): это сила тяжести
сила натяжения нити
сила
реакции стены и сила
трения конца стержня о стену
2. Из условий равновесия твёрдого тела в ИСО следует равенство нулю сумм проекций сил на вертикаль и на горизонталь, действующих на стержень с шариком, а также моментов этих сил относительно оси, проходящей через нижний конец стержня:
3. Решая данную систему уравнений, получаем:
Ответ:
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: выражения для силы тяжести и силы трения, условия равновесия твёрдого тела в ИСО, определение момента силы относительно оси); II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты (подстановка числовых данных в конечную формулу), приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц изменения искомой величины | 2 |
| Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | 0 |
| Максимальный балл | 2 |
PDF-версии: