Динамика — Задание 6 ЕГЭ по физике №00025522

После удара шайба массой $m$ скользит вверх по плоскости, наклонённой под углом $\alpha$, с начальной скоростью $\upsilon_0$, а коэффициент трения между шайбой и плоскостью равен $\mu$. На рисунке видно, что ось $Ox$ направлена вдоль наклонной плоскости вверх, а $\upsilon_0$ — вдоль этой оси.

Формула А) $mg\cos\alpha$. Раскладывая силу тяжести на составляющие вдоль плоскости и перпендикулярно ей, получаем, что составляющая, прижимающая шайбу к плоскости, равна $mg\cos\alpha$. По условию равновесия по нормали к плоскости сила реакции опоры уравновешивает именно эту составляющую: $N=mg\cos\alpha$. Это формула 1) модуль силы нормальной реакции опоры.

Формула Б) $g(\mu\cos\alpha+\sin\alpha)$. Когда шайба движется вверх, обе силы — и составляющая тяжести $mg\sin\alpha$, и сила трения $\mu mg\cos\alpha$ (она направлена вниз по плоскости, против движения) — тормозят шайбу. Суммарное замедление: $a=\dfrac{mg\sin\alpha+\mu mg\cos\alpha}{m}=g(\sin\alpha+\mu\cos\alpha)$. Это формула 3) модуль ускорения шайбы при её движении вверх.

И всё сходится: нормальная реакция определяется только перпендикулярной составляющей веса, а вот ускорение при движении вверх «набирает» вклад сразу от двух тормозящих сил — тяжести и трения.