Динамика. Силы — Задание 2 ЕГЭ по физике №00047305

Тело едет по плоскости, и его скорость разложена на две проекции — по оси $OX$ (левый график) и по оси $OY$ (правый). Спрашивают проекцию силы на $OY$. По второму закону Ньютона $F_y=ma_y$, а проекция ускорения $a_y$ — это то, как быстро меняется $v_y$. Поэтому работаем только с правым графиком.

Шаг 1. Снимаем две точки с правого графика там, где прямая проходит через узлы сетки (одна клетка по вертикали — $1$ м/с): при $t=2$ с $v_y=-1$ м/с, при $t=4$ с $v_y=-2$ м/с.

Шаг 2. Проекция ускорения — изменение скорости, делённое на время:

$$a_y=\dfrac{\Delta v_y}{\Delta t}=\dfrac{-2-(-1)}{4-2}=\dfrac{-1}{2}=-0{,}5\ \text{м/с}^2$$

Знак минус не ошибка: прямая идёт вниз, $v_y$ становится всё более отрицательной, значит ускорение направлено против оси $OY$.

Шаг 3. Второй закон Ньютона в проекции на $OY$:

$$F_y=ma_y=5\cdot(-0{,}5)=-2{,}5\ \text{Н}$$

Проверим себя по началу графика: в момент $t=0$ скорость $v_y=0$, и к $t=4$ с она стала $-2$ м/с — то же ускорение $\dfrac{-2}{4}=-0{,}5\ \text{м/с}^2$.