
Брусок массой
движется поступательно по горизонтальной плоскости под действием постоянной силы, направленной под углом
к горизонту. Модуль этой силы
Коэффициент трения между бруском и плоскостью
Чему равен модуль силы трения, действующей на брусок? Ответ приведите в ньютонах.
Решение. Воспользуемся вторым законом Ньютона. Спроецируем все силы действующие на брусок на вертикальную ось. Брусок движется по горизонтальной плоскости, следовательно, у него нет вертикальной составляющей ускорения. Из второго закона Ньютона имеем:

где N — сила реакции опоры. Отсюда, для модуля силы трения скольжения имеем:





Ответ: 2,8.
| 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; II) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); III) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 2 |
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но допущена ошибка в ответе или в математических преобразованиях или вычислениях. ИЛИ Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | 0 |
| Максимальный балл | 2 |
Коэффициент трения между бруском и плоскостью
Модуль силы трения, действующей на брусок равен 2,8 Н. Чему равна масса бруска? Ответ приведите в килограммах.
Отсюда, для массы бруска имеем:






движется поступательно по горизонтальной плоскости под действием постоянной силы F, направленной под углом 





водитель, во избежание аварии, должен придерживаться радиуса поворота, не меньшего, чем? Ответ приведите в метрах.
автомобиль имеет центростремительное ускорение
Это ускорение должна обеспечивать сила трения между колесами и дорожным покрытием, иначе начнется занос. В проекции на радиальную ось второй закон Ньютона приобретает вид:
где m — масса автомобиля. Для вертикальной оси имеем:
где N — сила реакции опоры. Принимая во внимание связь
реализующуюся как раз в случае минимального радиуса поворота, окончательно для минимального радиуса получаем 
? Ответ приведите в метрах.
автомобиль имеет центростремительное ускорение 
при скорости
Это ускорение должна обеспечивать сила трения между колесами и дорожным покрытием, иначе начнется занос. В проекции на радиальную ось второй закон Ньютона приобретает вид:
где m — масса автомобиля. Для вертикальной оси имеем:
реализующуюся как раз в случае максимальной скорости прохождения поворота, окончательно для этой скорости получаем


при скорости
реализующуюся как раз в случае максимальной скорости прохождения поворота, окончательно для этой скорости получаем 

Отсюда получаем, что изначально
После перекладывания второй закон Ньютона для второго бруска с третьим и первого:
Следовательно,
Таким образом, сила натяжения нити увеличится в 2 раза при перекладывании третьего бруска.
Чему равен коэффициент трения бруска о поверхность стола?




направленным вверх. Трением между грузом и поверхностью стола пренебречь. Какова масса первого груза? Ответ приведите в килограммах.
где M — искомая масса, а T — сила натяжения нити. Для второго груза в проекции на вертикальную ось имеем:
Решая эту систему уравнений, получаем значение массы первого груза 



После того, как на второй брусок положат еще один такой же, общая масса системы увеличится, а значит, ускорение уменьшится:
Следовательно,
Таким образом, ускорение брусков уменьшится в 1,5 раза.
для первого бруска,
для второго. Здесь T — сила натяжения нити, а a — ускорение брусков. Отсюда получаем, что изначально 
Следовательно,
Таким образом, сила натяжения нити между брусками увеличилась в
раза, что приблизительно равно 1,33.
Для второго бруска выпишем второй закон Ньютона в проекции на вертикальную ось, направленную вниз:
Решая систему из двух последних уравнений, находим выражение для ускорения 




Вес шара станет равным нулю, если он перестанет действовать на стержень. Таким образом, условие обращения в ноль веса тела означает, что нас интересует ситуация, когда в верхней точке сила реакции стержня становится равной нулю, имеем тогда



Сила трения между поверхностями действует только если эти поверхности давят друг на друга. Рассмотрим ускоренное движение стенки. В горизонтальном направлении груз будет двигаться с тем же ускорением, что и стенка. Сила, которая будет сообщать ускорение — это сила реакции опоры со стороны стенки. Следовательно, из второго закона Ньютона для груза в проекции на горизонтальную ось:
Максимальная сила трения покоя пропорциональна силе реакции опоры:
Скомбинировав все уравнения, для минимального ускорения имеем 
то груз не соскальзывает вниз. Определите коэффициент трения между грузом и стенкой.
где 
Чему равна масса бруска? Ответ укажите в килограммах с точностью до одного знака после запятой.
где M — искомая масса бруска. Второй закон Ньютона для груза: 












направленной под углом
к горизонту. Чему равно изменение кинетической энергии бруска при перемещении его на расстояние 0,5 м. Ответ укажите в джоулях с точностью до одного знака после запятой.




? (Ответ дайте в секундах, округлив до целого числа тысяч.)
Поскольку планета однородная и имеет форму сферы, согласно закону всемирного тяготения сила притяжения тела к планете в обеих точках одинакова и равна

где 
а значит,














При этом данное ускорение обеспечивает именно искомая сила натяжения нити. Выписав второй закон Ньютона для составного тела (бруски 2 и 3), сразу же получаем величину силы натяжения нити: 
Определите модуль скорости шарика. Ответ приведите в метрах в секунду.
где
— радиус окружности, по которой вращается шарик. Выпишем второй закон Ньютона для шарика в проекции на вертикальную и горизонтальные оси:



Коэффициент трения между брусками и поверхностью равен 0,4. Чему равна сила натяжения нити между вторым и третьим брусками. Ответ приведите в ньютонах.
Вспоминая связь силы трения скольжения и силы реакции опоры: 





как показано на рисунке, нить оборвалась. Найдите минимальное значение силы
Ответ приведите в ньютонах.

кг и
кг, лежащие на гладкой горизонтальной поверхности, связаны невесомой и нерастяжимой нитью. На грузы действуют силы
Н. Каков модуль силы
Н? Ответ приведите в ньютонах.














Второе тело движется только под действием силы натяжения, следовательно, 







По второму закону Ньютона:
В проекции на вертикальную ось:






















откуда 
и из уравнения моментов относительно точки О′: 





До отрыва силы были скомпенсированы. А после того как груз оторвался, сумма сил, действующая на оставшуюся часть груза и равная по второму закону Ньютона
откуда 
Когда масса m2 отпала, ускорение оставшегося груза стало 
При установившемся движении ускорение груза равно ускорению лифта, тогда второй закон Ньютона в проекции на вертикальную ось даст

Запишем условия равновесия:









При установившемся движении ускорение груза равно ускорению лифта, тогда второй закон Ньютона в проекции на направленную вниз вертикальную ось даст:



Вспомним, что сила трения и сила реакции опоры связаны соотношением: 













откуда 
откуда
Подставим это выражение в полученную формулу для силы натяжения нити:








где T и
— соответственно сила натяжения нити и сила Архимеда, действующие на груз. В итоге получим:







