Законы Сохранения — Задание 5 ЕГЭ по физике №00005251

Дано:

$m = 1 \text{ кг}$, шероховатая поверхность; $F(t)$ и $A(t)$ — по графикам

Найти:

верные утверждения

Решение:

Анализируем графики. На оси времени выделяем два участка. Участок 0–10 с. Сила $F \neq 0$ по графику, но работа $A = 0$ все первые 10 с. Так как $A = F \cdot S \cdot \cos\theta$ и сила ненулевая, перемещение равно нулю — брусок покоился: $$S = 0, \quad v = 0$$ Утверждения о движении и о 20 м перемещения — неверны. Участок 12–20 с. Сила $F$ постоянная, работа $A$ растёт линейно. Работа $A = F \cdot S$, значит координата $x$ зависит от $t$ линейно: $$x(t) = x_0 + v_0 t$$ Линейная $x(t)$ означает ускорение $a = 0$, то есть равномерное движение. По второму закону Ньютона: $$\sum F = ma = 0 \implies F_{\text{тяги}} = F_{\text{тр}}$$ Сила трения равна $F = 2 \text{ Н}$ (читается с графика $F(t)$). Утверждение «двигался с постоянным ускорением» (ускорение $= 0$) формально верно, но для ЕГЭ «ускорение» подразумевает ненулевое — неверно в контексте ЕГЭ. Утверждение 4 «двигался с постоянной скоростью»: $\sum F = 0 \Rightarrow v = \text{const}$ — верно. Утверждение 5 «сила трения равна 2 Н»: $F_{\text{тр}} = F = 2 \text{ Н}$ — верно.