Задание 16 ОГЭ по физике: На горизонтальной шероховатой поверхности стола лежит брусок… | Global EE
№2. Задание 16
ID: 00004232
На горизонтальной шероховатой поверхности стола лежит брусок массой 500 г. К бруску прикрепляют динамометр и, прикладывая к нему некоторую силу, направленную вдоль поверхности стола, начинают перемещать брусок с постоянной скоростью 0,5 м/с.
Используя рисунок и приведенные данные, из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. Укажите их номера.
1) Модуль силы трения, действующей между поверхностями бруска и стола, при скольжении бруска меньше, чем 2 Н.
2) Если, прикладывая к динамометру силу, перемещать этот брусок с ускорением 1 м/с^2, то показание динамометра будет равно 1,5 Н.
3) Если показание динамометра увеличится в 2 раза, то и сила трения между бруском и поверхностью стола увеличится в 2 раза.
4) Если заменить брусок на другой, из того же материала, но вдвое большей массы, и приложить к динамометру такую силу, что его показание останется прежним, то скорость перемещения бруска по поверхности стола будет равна нулю.
5) При увеличении модуля силы, прикладываемой к динамометру, от значения 0 Н до значения 1 Н, модуль силы трения, возникающей между бруском и поверхностью стола, увеличивается.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
m = 500 \text{ г} = 0{,}5 \text{ кг}, \quad F_{\text{упр}} = 2 \text{ Н}, \quad v = \text{const}, \quad g = 10 \text{ м/с}^2
Найти:
два верных утверждения
⠀
Решение:
Так как брусок движется с постоянной скоростью, ускорение равно нулю. По второму закону Ньютона вдоль оси x:
F_{\text{упр}} - F_{\text{тр}} = 0 \Rightarrow F_{\text{тр}} = F_{\text{упр}} = 2 \text{ Н}
Сила трения скольжения достигла максимума. Найдём коэффициент трения по закону Кулона–Амонтона:
F_{\text{тр}} = \mu N = \mu m g\mu = \frac{F_{\text{тр}}}{m g} = \frac{2}{0{,}5 \cdot 10} = \frac{2}{5} = 0{,}4
Проверка утверждений:
Утверждение 1: F_{\text{тр}} \lt 2 Н — нет, при постоянной скорости F_{\text{тр}} = 2 Н ровно.
Утверждение 2: при ускорении a = 1 м/с² динамометр покажет 1,5 Н — нет, сила трения скольжения уже достигла максимума (2 Н), при тяге 1,5 Н движения с ускорением не будет.
Утверждение 3: если показание динамометра увеличится в 2 раза, сила трения тоже вырастет в 2 раза — нет, сила трения скольжения уже максимальна и не увеличится.
Утверждение 4: если заменить брусок вдвое тяжелее и приложить ту же силу 2 Н, брусок не сдвинется — да. Максимальная сила трения нового бруска: F'_{\text{тр}} = \mu \cdot 2m \cdot g = 0{,}4 \cdot 1 \cdot 10 = 4 Н, а прикладываемая сила 2 Н < 4 Н, брусок остановится.
Утверждение 5: при увеличении силы от 0 до 1 Н сила трения возрастает — да. Пока тело не скользит, сила трения покоя адаптивна и растёт вместе с приложенной силой.
