Динамика. Силы

Задание №2. Динамика

№2. Задание 2

ID: 00016236

На горизонтальном столе лежит тело массой $$m=5$$ кг. На него начинает действовать направленная вертикально вверх сила $$F$$ . График зависимости модуля силы $$F$$ от времени $$t$$ показан на рисунке. Чему равен модуль ускорения тела через $$15$$ секунд после начала действия данной силы? Трение отсутствует. Ускорение свободного падения примите равным $$g=10$$ м/с $$^2$$ .

Рисунок к заданию 2 ЕГЭ по физике — Динамика. Силы

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

На тело по вертикали действуют две силы: тянущая вверх $$F$$ и тяжесть вниз $$mg$$ . Пока стол ещё подпирает тело, оно лежит и ускорения нет. Как только сила $$F$$ становится больше веса, тело отрывается от стола и начинает разгоняться вверх. Дальше работает второй закон Ньютона.

Когда тело ещё лежит

Вес тела $mg=5\cdot10=50$ Н. Пока $F\lt 50$ Н, недостающую часть добирает реакция опоры, и тело покоится: $$a=0$$ .

Когда тело уже летит

Как только $F\gt mg$ , опора пропадает, и по второму закону Ньютона вдоль вертикали:

$ma=F-mg \;\Rightarrow\; a=\dfrac{F-mg}{m}.$

По графику в момент $$t=15$$ c сила равна $$F=60$$ Н. Подставляем:

$a=\dfrac{60-50}{5}=\dfrac{10}{5}=2$ м/с $$^2$$ .

Ответ

Другие задания по теме «Динамика. Силы» (8)