СДАМ ГИА: РЕШУ ЕГЭ
Образовательный портал для подготовки к экзаменам
Физика
Физика
Cайты, меню, вход, новости


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 5 № 9142

На горизонтальном шероховатом диске радиусом 30 см покоится на расстоянии r от центра точечное тело массой 100 г. Диск начинают медленно раскручивать. При некоторой угловой скорости вращения диска тело начинает скользить по его поверхности. На рисунке показан график зависимости линейной скорости V тела в момент начала скольжения от расстояния r.

На основании анализа приведённого графика выберите два верных утверждения и укажите в ответе их номера.

1) Коэффициент трения между телом и плоскостью диска равен 0,8.

2) При вращении диска с частотой 2/ об/с покоящееся относительно диска тело, имеющее максимальную угловую скорость вращения, находится на расстоянии 25 см от центра диска.

3) При вращении диска с угловой скоростью 5 рад/с модуль ускорения покоящегося относительно диска тела, находящегося на расстоянии 12 см от центра, равен нулю.

4) Тело, находящееся на расстоянии 9 см от центра диска, может иметь минимальный период обращения, равный (0,3) с.

5) Если тело находится на расстоянии 16 см от центра диска, то оно не может иметь кинетическую энергию, равную 8 мДж.

Решение.

По второму закону Ньютона где центростремительное ускорение Найдем коэффициент трения, взяв точку на графике (например, (4 см; 0,4 м/с)):

 

 

Значит, утверждение 1 неверно.

Частота вращения диска равна Если r = 25 см, то

 

 

Значит, утверждение 2 верно.

Модуль ускорения покоящегося относительно диска тела, находящегося на расстоянии 12 см от центра, при вращении диска с угловой скоростью 5 рад/с равен

 

 

Значит, утверждение 3 неверно.

Минимальный период обращения тела, находящегося на расстоянии 9 см от центра диска, равен:

 

 

Значит, утверждение 4 верно.

Максимальная кинетическая энергия тела, находящегося на расстоянии 16 см от центра диска, равна:

 

 

Поэтому тело может иметь кинетическую энергию 8 мДж. Значит, утверждение 5 неверно.

 

Ответ: 24.

Источник: Тренировочная работа по физике 21.12.2016, вариант ФИ10203
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.1.8 Движение точки по окружности. Угловая и линейная скорость точки
Спрятать решение · · Видеокурс ·
Евгений Сотский 19.06.2018 13:18

В утверждении 2 покоящееся тело имеет одинаковую угловую скорость с диском, на каком бы расстоянии от центра оно не находилось (разумеется, если еще не произошел "срыв" в скольжение, если расстояние от центра меньше "критического"). Разве вообще имеет смысл при этом говорить о расстоянии, на котором наблюдается максимальная угловая скорость покоящегося тела?

Задачу следовало бы несколько переформулировать с точки зрения русского языка.

Антон

Да, покоящееся относительно диска тело имеет одинаковую с ним угловую скорость, на каком бы расстоянии оно не находилось. Но для некоторых расстояний эта скорость не максимальна — тело остаётся в покое относительно диска и при больших скоростях, а для некоторого расстояния эта скорость максимальна — при большей скорости тело начинает скользить.