Задание 22 ЕГЭ по физике №00045409

Задание №22. Рассчетная Задача. Механика

Законы Сохранения

№2. Задание 22

ID: 00045409

Человек на санках, общей массой 80 кг, спустился с ледяной горы высотой 5 м. Чему равна средняя сила трения при его движении по горизонтальной поверхности, если он проехал по горизонтали до остановки 25 м? Считать, что по склону горы санки скользили без трения.

Источник: Демидова 2019

Решение

Дано:

$$m = 80$$ кг

$$h = 5$$ м

$$S = 25$$ м

$$g = 10$$ м/с²

Найти:

$F_{тр}$ — ?

Сопротивлением воздуха пренебрегаем.

По склону санки скользят без трения, поэтому механическая энергия сохраняется. Потенциальная энергия $$E_п$$ на высоте $$h = 5$$ м перейдёт в кинетическую энергию $$E_к$$ у подножья горки:

$E_п = E_к \Rightarrow mgh = E_к$

На горизонтальном участке кинетическая энергия расходуется на работу против силы трения. По теореме о кинетической энергии:

$0 - E_к = A_{тр} = -F_{тр}S$

Или:

$mgh = F_{тр}S,$

где $$m$$ — масса человека и санок, $F_{тр}$ — сила трения, $$S$$ — расстояние движения по горизонтали.

Найдём $F_{тр}$ :

$F_{тр} = \dfrac{mgh}{S} = \dfrac{80\ кг \cdot 10\ м/с^2 \cdot 5\ м}{25\ м} = 160$ Н

Ответ

Ответ: $F_{тр} = \dfrac{mgh}{S} = 160$ Н

Другие задания по теме «Законы Сохранения» (8)