Динамика — Задание 5 ЕГЭ по физике №00042960

Что тут происходит. Брусок массой 200 г тянут по шероховатому столу постоянной силой 800 мН, а в таблице записали, как растёт его скорость каждые 0,1 с. По таблице нужно понять, как он движется, и проверить пять утверждений.

Смотрим на таблицу: скорость за каждые 0,1 с прибавляет одно и то же — 0,2 м/с (0 → 0,2 → 0,4 → … → 1,2). Раз прибавка одинаковая, ускорение постоянное — движение равноускоренное. Утверждение 3 верное.

Ускорение — это изменение скорости, делённое на время, за которое оно произошло: $$a=\dfrac{\Delta v}{\Delta t}=\dfrac{0{,}2}{0{,}1}=2\ \text{м/с}^2$$ Утверждение 1 верное.

Равнодействующая (сумма всех сил) по второму закону Ньютона равна $ma$, массу берём в килограммах: $m=0{,}2$ кг. $$F_{\text{равн}}=ma=0{,}2\cdot2=0{,}4\ \text{Н}$$ А в утверждении 5 — 0,8 Н: это приложенная сила, а не сумма сил. Неверно.

Почему сумма меньше тяги? Часть тяги «съедает» трение: $F-F_{\text{тр}}=ma$, значит $$F_{\text{тр}}=0{,}8-0{,}4=0{,}4\ \text{Н}$$ Стол горизонтальный, поэтому сила нормального давления равна весу $mg=0{,}2\cdot10=2$ Н, и коэффициент трения $$\mu=\dfrac{F_{\text{тр}}}{mg}=\dfrac{0{,}4}{2}=0{,}2$$ В утверждении 2 — 0,3. Неверно.

Кинетическая энергия в момент 0,3 с: по таблице скорость тогда $v=0{,}6$ м/с, $$E_{\text{к}}=\dfrac{mv^2}{2}=\dfrac{0{,}2\cdot0{,}6^2}{2}=\dfrac{0{,}2\cdot0{,}36}{2}=0{,}036\ \text{Дж}=36\ \text{мДж}$$ Утверждение 4 верное.

Проверим себя: сила трения 0,4 Н положительна и меньше тяги 0,8 Н — брусок разгоняется, как и показывает таблица. Верны утверждения 1, 3 и 4.