Динамика. Силы — Задание 2 ЕГЭ по физике №00047408

На точку действуют сразу четыре силы. Ускорение ей сообщает не каждая сила по отдельности, а их сумма — равнодействующая. Поэтому сначала сложим силы по рисунку, а потом применим второй закон Ньютона.

Шаг 1. Длины стрелок. Сторона клетки — $1$ Н, значит длина стрелки в клетках сразу даёт силу в ньютонах. По рисунку: $\vec F_1$ — $2$ клетки влево, $\vec F_4$ — $4$ клетки вправо, $\vec F_2$ — $3$ клетки вверх, $\vec F_3$ — $3$ клетки вниз.

Шаг 2. Вертикаль. $\vec F_2$ и $\vec F_3$ одинаковой длины и смотрят в противоположные стороны, поэтому по вертикали они уравновешивают друг друга:

$$F_y=3-3=0\ \text{Н}$$

Шаг 3. Горизонталь. Вправо тянет $4$ Н, влево — $2$ Н, перевес вправо:

$$F_x=4-2=2\ \text{Н}$$

Значит, равнодействующая равна $2$ Н и направлена вправо, вдоль $\vec F_4$.

Шаг 4. Второй закон Ньютона. Массу переводим в килограммы: $250\ \text{г}=0{,}25\ \text{кг}$. Тогда

$$a=\dfrac{F}{m}=\dfrac{2}{0{,}25}=8\ \text{м/с}^2$$

Проверим себя построением: приложим стрелки одну за другой (конец предыдущей — начало следующей). Четыре стрелки почти замыкаются в прямоугольник, и от начала цепочки до её конца остаётся отрезок ровно в $2$ клетки вправо — та же равнодействующая $2$ Н.