Global EE

Исследование… — Задание 20 ЕГЭ по физике №00047938

Задание №20. Эксперимент

Исследование Зависимости

№2. Задание 20

ID: 00047938

В процессе исследования силы трения, действующей между деревянным бруском с грузами и горизонтальной поверхностью, было проведено пять опытов, параметры установок которых приведены в таблице. В каждом опыте брусок с грузами равномерно передвигали по горизонтальной поверхности, измеряя горизонтальную силу тяги.

№ установки

Сила тяги, Н

Масса бруска с грузами, г

Материал поверхности, по которой движется брусок

1

3

600

дерево

2

2,8

800

бумага

3

3,2

900

пластмасса

4

2,2

700

сталь

5

3,5

700

дерево

На основании каких двух опытов можно сделать предположение о зависимости силы трения от свойств поверхности, по которой движется брусок?

В ответ запишите номера выбранных установок.

Источник: Сборник Демидовой 2017

Решение

Что тут происходит: деревянный брусок с грузами равномерно тянут по разным поверхностям и записывают силу тяги. Нужно выбрать два опыта, по которым видно, как сила трения зависит от поверхности.

При равномерном движении сила тяги равна силе трения. Сила трения скольжения:

$$F_{\text{тр}}=\mu N=\mu mg$$

Коэффициент $\mu$ зависит от пары трущихся поверхностей. Брусок во всех опытах один — деревянный, поэтому меняется только поверхность под ним. Сила нормального давления $N=mg$ задаётся массой бруска с грузами.

Шаг 1. Поверхность у пары разная, масса — одинаковая. Иначе сила трения изменится ещё и из-за прижатия.

Шаг 2. Массы: $600$ г — только опыт 1, $800$ г — только опыт 2, $900$ г — только опыт 3, $700$ г — опыты 4 и 5. Поверхности у 4 и 5 разные: сталь и дерево.

Шаг 3. Пара 1–4 (дерево и сталь) не годится: массы $600$ и $700$ г, поменялись сразу и поверхность, и прижатие.

Итог: опыты 4 и 5.

Проверим себя: при одной массе $700$ г сила тяги по стали $2{,}2$ Н, а по дереву $3{,}5$ Н — разница только из-за поверхности.

Ответ

45
Другие задания по теме «Исследование Зависимости» (8)