ID: 00016606
Брусок движется по инерции по гладкой горизонтальной поверхности со скоростью, модуль которой равен $V$. В точке A поверхность становится шероховатой — коэффициент трения между бруском и поверхностью становится равен $\mu$. Пройдя от точки A путь $S$ за время $t$, брусок останавливается.
Определите, как изменятся следующие физические величины, если коэффициент трения будет в 2 раза больше: путь, пройденный бруском от точки A до остановки; время прохождения бруском пути от точки A до остановки; модуль ускорения бруска при движении по шероховатой поверхности.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) Путь, пройденный бруском от точки A до остановки
Б) Время прохождения бруском пути от точки A до остановки
В) Модуль ускорения бруска при движении по шероховатой поверхности
ИХ ИЗМЕНЕНИЕ
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
После точки A брусок тормозит только трение. Его ускорение (замедление) $a = \mu g$ — это «двигатель» всей задачи. Найдём, как меняется $a$, а через него уже путь и время торможения по формулам равноускоренного движения.
Сила трения $\mu mg$, по второму закону Ньютона $a = \mu g$. Коэффициент $\mu$ увеличили в 2 раза → ускорение тоже в 2 раза больше. Ускорение увеличится.
Из $V^2 = 2aS$ получаем $S = \dfrac{V^2}{2a} = \dfrac{V^2}{2\mu g}$. Начальная скорость $V$ та же, а тормозит брусок резче (знаменатель вырос вдвое) → путь стал вдвое короче. Путь уменьшится.
Из $V = at$ получаем $t = \dfrac{V}{a} = \dfrac{V}{\mu g}$. Замедление в 2 раза больше → останавливается вдвое быстрее. Время уменьшится.