Законы Сохранения — Задание 6 ЕГЭ по физике №00048482
Законы Сохранения
№2. Задание 6
ID: 00048482
Тело массой $m=20$ кг движется по прямой с ускорением $a=1\ \text{м/с}^2$. Под действием силы трения $F_{\text{тр}}$ импульс тела уменьшился от $200\ \text{кг}\cdot\text{м/с}$ до $120\ \text{кг}\cdot\text{м/с}$. Найдите коэффициент трения и время, за которое это произошло.

Установите соответствие между физическими величинами и их значениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) коэффициент трения
Б) время
ЧИСЛЕННЫЕ ЗНАЧЕНИЯ
1) $0{,}1$
2) $1$
3) $0{,}4$
4) $4$
А | Б |
|---|---|
|
|
Источник: Сборник Демидовой 2020
Решение
Тело скользит по горизонтальной поверхности и тормозит: на рисунке ускорение направлено против скорости. Вдоль движения на него действует только сила трения. По массе, ускорению и изменению импульса найдём и коэффициент трения, и время торможения. Время — в секундах, как и всё в задаче, в СИ.
Сила трения. Других сил вдоль поверхности нет, поэтому по второму закону Ньютона именно сила трения сообщает телу ускорение:
$$F_{\text{тр}}=ma=20\cdot1=20\ \text{Н}.$$А) Коэффициент трения. На горизонтальной поверхности сила давления на опору равна силе тяжести, $N=mg$, а сила трения скольжения $F_{\text{тр}}=\mu N=\mu mg$. Отсюда
$$\mu=\dfrac{F_{\text{тр}}}{mg}=\dfrac{20}{20\cdot10}=0{,}1.$$Это значение $1$.
Б) Время. Изменение импульса тела равно импульсу силы, которая на него действовала (второй закон Ньютона в импульсной форме):
$$\Delta p=F_{\text{тр}}t\quad\Rightarrow\quad t=\dfrac{\Delta p}{F_{\text{тр}}}=\dfrac{200-120}{20}=\dfrac{80}{20}=4\ \text{с}.$$Это значение $4$.
Проверим себя. Скорость в начале $v_1=\dfrac{200}{20}=10$ м/с, в конце $v_2=\dfrac{120}{20}=6$ м/с. При торможении с ускорением $1\ \text{м/с}^2$ скорость теряет по $1$ м/с за каждую секунду: от $10$ до $6$ м/с — как раз за $4$ с. Значение $0{,}4$ из списка получилось бы, если по ошибке разделить $80$ на силу тяжести $200$ Н вместо силы трения.
Ответ
Другие задания по теме «Законы Сохранения» (8)
- Задание 6 №00047797 — Мяч массой M без трения катится со скоростью v по горизонтальной плоскости.…
- Задание 6 №00047669 — Играя, мальчик бросил с земли вверх мячик массой m с начальной скоростью v.…
- Задание 6 №00047668 — Башенный кран равномерно поднимает плиту массой m равно 750 кг за время t равно…
- Задание 6 №00047661 — Снайпер массой M равно 75 кг, стоящий на скользкой горизонтальной поверхности,…
- Задание 6 №00047464 — Маленький камень подбросили вертикально вверх с начальной скоростью v индекс 0…
- Задание 6 №00047449 — Тело подбросили вертикально вверх с начальной скоростью v индекс 0. Как…
- Задание 6 №00047446 — Одна шайба скользит по горизонтальной поверхности, а другая такая же покоится.…
- Задание 6 №00045403 — Стальной кубик, висящий на нити, целиком погружён в воду и не касается дна…