Динамика — Задание 22 ЕГЭ по физике №00001235

№2. Задание 22

ID: 00001235

Брусок движется по горизонтальной плоскости под действием постоянной силы, направленной под углом α = 30° к горизонту (см. рисунок). Модуль этой силы F = 10 Н. Коэффициент трения между бруском и плоскостью μ = 0,2. Определите массу бруска, если модуль силы трения, действующей на брусок, $F_{тр} = 4 Н$ .

Рисунок к заданию 22 ЕГЭ по физике — Динамика

Источник: ФИПИ

Решение

Дано:

F = 10 \text{ Н}, \quad \alpha = 30°, \quad \mu = 0{,}2, \quad F_{\text{тр}} = 4 \text{ Н}

Найти:

$m$

— ?

Решение:

Рассмотрим силы, действующие на брусок. Запишем второй закон Ньютона в проекции на ось

$y$

(вертикальная ось, ускорение равно нулю):

N + F\sin\alpha - mg = 0

Отсюда сила нормальной реакции опоры:

N = mg - F\sin\alpha

По закону Кулона–Амонтона сила трения скольжения:

F_{\text{тр}} = \mu \cdot N

Следовательно:

N = \frac{F_{\text{тр}}}{\mu} = \frac{4}{0{,}2} = 20 \text{ Н}

Из уравнения для оси

$y$

выразим массу:

m = \frac{N + F\sin\alpha}{g} = \frac{20 + 10 \cdot 0{,}5}{10} = \frac{20 + 5}{10} = \frac{25}{10} = 2{,}5 \text{ кг}

Ответ

2,5 кг

Видеоразбор

Другие задания по теме «Динамика» (8)