Решение: Движение бруска по поверхности
В лабораторной работе изучали движение небольшого бруска массой $200\ \text{г}$ по горизонтальной шероховатой поверхности под действием горизонтальной постоянной силы, равной по модулю $800\ \text{мН}$. Зависимость модуля скорости бруска от времени приведена в таблице. Выберите все верные утверждения на основании анализа представленной таблицы.
| Время $t$, с | 0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Скорость $u$, м/с | 0 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 | 1,2 |
Решение по шагам
4 шагаЗа каждые $0,1\ \text{с}$ скорость увеличивается на $0,2\ \text{м/с}$, поэтому движение является равноускоренным.
$$a = \dfrac{\Delta v}{\Delta t} = \dfrac{0,2}{0,1} = 2\ \text{м/с}^2$$Масса бруска $m=200\ \text{г}=0,2\ \text{кг}$. По второму закону Ньютона найдём равнодействующую сил.
$$F_{\text{рез}}=ma=0,2\cdot 2=0,4\ \text{Н}$$Сила трения равна разности между приложенной силой и равнодействующей. Коэффициент трения равен $0,2$, поэтому утверждение 4 неверно.
$$F_{\text{тр}}=0,8-0,4=0,4\ \text{Н};\quad \mu=\dfrac{F_{\text{тр}}}{mg}=\dfrac{0,4}{0,2\cdot 10}=0,2$$При $t=0,3\ \text{с}$ скорость бруска равна $0,6\ \text{м/с}$. Вычислим кинетическую энергию.
$$E_k=\dfrac{mv^2}{2}=\dfrac{0,2\cdot 0,6^2}{2}=0,036\ \text{Дж}=36\ \text{мДж}$$Верные утверждения: 3, 5.
Где здесь ошибаются
Путать равномерное и равноускоренное движение.
Не переводить массу из граммов в килограммы и силу из миллиньютонов в ньютоны.
Использовать приложенную силу $0,8\ \text{Н}$ вместо равнодействующей при расчёте ускорения или кинетической энергии.