РУҚА
20

Решение: Трение на наклонной плоскости

ЕГЭ · Физика · Задание 20 · Динамика и гравитация
ПовышеннаяФИПИ0A7743Несколько вариантов≈ 4 минутыРазбор в 4 шагаОтвет сверен с ключом
Условие

На наклонной плоскости находится брусок массой $m = 2\ \text{кг}$, для которого составили таблицу зависимости модуля силы трения $F_{\text{тр}}$ от угла наклона плоскости к горизонту $\alpha$ с погрешностью не более $0{,}01\ \text{Н}$. Основываясь на данных, приведённых в таблице, и используя закон сухого трения, выберите два верных утверждения.

Величина00,050,10,20,30,40,50,60,70,80,91,0
$\alpha$, рад00,050,10,20,30,40,50,60,70,80,91,0
$F_{\text{тр}}$, Н01,02,03,863,763,633,463,253,012,752,452,13
Зависимость силы трения от угла наклона
Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

4 шага
1

При увеличении угла от $0$ до $0{,}1\ \text{рад}$ брусок остаётся в покое, а сила трения покоя уравновешивает составляющую силы тяжести вдоль плоскости.

$$F_{\text{тр}} = mg\sin\alpha$$
2

По таблице сила трения на этом участке увеличивается от $0$ до $2{,}0\ \text{Н}$. Следовательно, утверждение 2 верно.

$$0 < 1{,}0 < 2{,}0$$
3

При $\alpha = 0{,}1\ \text{рад}$ сила нормальной реакции равна:

$$N = mg\cos\alpha = 2 \cdot 10 \cdot \cos 0{,}1 \approx 19{,}9\ \text{Н} > 10\ \text{Н}$$

После начала скольжения сила трения уменьшается с ростом угла, поэтому она зависит от угла наклона. Коэффициент трения также не равен $0{,}5$: например, при $\alpha = 0{,}6\ \text{рад}$ $\mu \approx \dfrac{3{,}25}{20\cos 0{,}6} \approx 0{,}20$. При таком угле брусок не покоится.

$$F_{\text{тр, ск}} = \mu N = \mu mg\cos\alpha$$
Ответ
23
23
так ответ выглядит в бланке

Где здесь ошибаются

Путать силу трения покоя с силой трения скольжения.

Использовать $N = mg$ вместо $N = mg\cos\alpha$.

Считать коэффициент трения равным отношению силы трения к $mg$, не учитывая зависимость нормальной реакции от угла.

Закрепить приёмВ теме «Динамика и гравитация» ещё 238 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 20 ЕГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 4 шага: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Динамика и гравитация»: в ней 239 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.