Решение: Движение бруска по поверхности
В лабораторной работе изучали движение небольшого бруска массой $400\ \text{г}$ по горизонтальной шероховатой поверхности под действием горизонтальной постоянной силы, равной по модулю $1{,}6\ \text{Н}$. Зависимость скорости бруска от времени приведена в таблице. Выберите все верные утверждения на основании анализа представленной таблицы.
| Время $t$, с | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Скорость $u$, м/с | 0 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 |
Решение по шагам
5 шаговПо таблице видно, что за каждую секунду скорость увеличивается на $0{,}5\ \text{м/с}$. Следовательно, ускорение постоянно:
$$a=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{0{,}5}{1}=0{,}5\ \text{м/с}^2$$Постоянное ускорение означает, что движение бруска является равноускоренным. Утверждение 4 верно.
Масса бруска равна $400\ \text{г}=0{,}4\ \text{кг}$. По второму закону Ньютона:
$$F_\text{рез}=ma=0{,}4\cdot0{,}5=0{,}2\ \text{Н}$$В момент времени $2\ \text{с}$ скорость равна $1{,}0\ \text{м/с}$. Кинетическая энергия равна:
$$E_k=\frac{mv^2}{2}=\frac{0{,}4\cdot1^2}{2}=0{,}2\ \text{Дж}$$Ускорение не равно $3\ \text{м/с}^2$, а коэффициент трения не равен $0{,}2$. Например, при $g=10\ \text{м/с}^2$ сила трения равна $1{,}6-0{,}2=1{,}4\ \text{Н}$, поэтому $\mu=1{,}4/(0{,}4\cdot10)=0{,}35$.
Где здесь ошибаются
Путать скорость в момент времени $t=6\ \text{с}$ с ускорением.
Не перевести массу из граммов в килограммы.
Вычислить кинетическую энергию без множителя $\frac{1}{2}$.