Global EE

Исследование… — Задание 20 ЕГЭ по физике №00047926

Задание №20. Эксперимент

Исследование Зависимости

№2. Задание 20

ID: 00047926

Ученик изучает свойства силы трения скольжения. В его распоряжении имеются установки, состоящие из горизонтальной опоры и сплошного бруска. Площадь соприкосновения бруска с опорой при проведении всех опытов одинакова. Параметры установок приведены в таблице.

№ установки

Материал опоры

Объём бруска

Материал, из которого сделан брусок

1

Сталь

$20$ см$^3$

Стекло

2

Сталь

$45$ см$^3$

Стекло

3

Сталь

$20$ см$^3$

Алюминий

4

Алюминий

$20$ см$^3$

Стекло

5

Алюминий

$45$ см$^3$

Медь

Какие из установок нужно использовать для того, чтобы на опыте обнаружить зависимость коэффициента трения от материала опоры?

В ответе запишите номера выбранных установок.

Источник: СтатГрад 07.03.2023

Решение

Что тут происходит: брусок тянут по горизонтальной опоре и измеряют силу трения. Нужно выбрать две установки, на которых видно, как коэффициент трения зависит от того, из чего сделана опора.

Сила трения скольжения:

$$F_{\text{тр}}=\mu N=\mu mg$$

Коэффициент $\mu$ — характеристика пары трущихся материалов: и опоры, и бруска. Сила трения, которую реально измеряют, зависит ещё и от веса бруска, а он — от объёма и материала сплошного бруска.

Шаг 1. Материал опоры у пары разный (сталь и алюминий).

Шаг 2. Материал бруска должен совпадать — иначе изменится вторая поверхность трущейся пары.

Шаг 3. Объём бруска тоже берём одинаковым: тогда одинаков и вес, и разницу сил трения можно списать только на опору.

Шаг 4. Стеклянные бруски: 1 (сталь, $20$ см³), 2 (сталь, $45$ см³), 4 (алюминий, $20$ см³). Пара с разными опорами и одинаковым объёмом — 1 и 4. Пара 2–4 отличается и опорой, и объёмом.

Итог: установки 1 и 4.

Проверим себя: у пары 1–4 стеклянный брусок объёмом $20$ см³, различается только опора — сталь и алюминий.

Ответ

14
Другие задания по теме «Исследование Зависимости» (8)