Динамика — Задание 26 ЕГЭ по физике №00005000
Динамика
№2. Задание 26
ID: 00005000
На горизонтальном столе находится брусок массой M = 1 кг, соединённый невесомой нерастяжимой нитью, перекинутой через гладкий невесомый блок, с грузом массой m = 500 г. На брусок действует сила величиной F = 8 H, направленная под углом α = 30° к горизонту (см. рисунок). В момент начала движения груз находится на расстоянии L = 1 м от края стола. Каков коэффициент трения между бруском и столом, если груз поднимается до края стола за время t = 2 с?
Сделайте схематичный рисунок с указанием сил, действующих на брусок и груз. Трением в оси блока и трением о воздух пренебречь.
Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.
Источник: ФИПИ
Решение
Обоснование:
1. Решаем в инерциальной системе отсчёта, связанной со столом; для бруска и груза применим второй закон Ньютона (тела движутся поступательно, их можно считать материальными точками).
2. Нить нерастяжима, поэтому модули ускорений бруска и груза равны: $a_1 = a_2 = a$.
3. Блок и нить невесомы, трения в оси блока нет, поэтому силы натяжения одинаковы: $T_1 = T_2 = T$.
Решение:
Второй закон Ньютона в проекциях. Для бруска: $F\cos\alpha - T - F_{тр} = Ma$ и $N + F\sin\alpha = Mg$. Для груза: $T - mg = ma$. Сила трения $F_{тр} = \mu N$.
Груз стартует из покоя, поэтому $L = \dfrac{a t^2}{2}$, откуда $a = \dfrac{2L}{t^2}$.
Решая систему уравнений, получаем: $\mu = \dfrac{F\cos\alpha - mg - \dfrac{2L(M+m)}{t^2}}{Mg - F\sin\alpha}$.
Подставим числа: $\mu = \dfrac{8\cdot0{,}866 - 0{,}5\cdot10 - \dfrac{2\cdot1\cdot1{,}5}{4}}{1\cdot10 - 8\cdot0{,}5} \approx 0{,}2$.
Ответ
Видеоразбор
Другие задания по теме «Динамика» (8)
- Задание 26 №00041336 — На вертикальной оси укреплена гладкая горизонтальная штанга, по которой могут…
- Задание 26 №00041335 — В изображённой на рисунке системе на шероховатой поверхности находится тело…
- Задание 26 №00041334 — На шероховатую наклонную плоскость положили брусок (см. рис.). Тангенс угла…
- Задание 26 №00041331 — Тело кладут на наклонную плоскость с углом наклона к горизонту альфа равно 30 в…
- Задание 26 №00041330 — Два бруска массами 2m и m, связанные невесомой нерастяжимой нитью, скользят по…
- Задание 26 №00041313 — В системе, изображённой на рисунке, массы грузов равны m индекс 1 равно 1 кг, m…
- Задание 26 №00041199 — Три одинаковых груза массой m соединены с помощью идеальных нитей и двух…
- Задание 26 №00041198 — На горизонтальном столе лежит деревянный брусок. Коэффициент трения между…