Решение: Движение бруска по поверхности
В лабораторной работе изучали движение небольшого бруска массой 400 г по горизонтальной шероховатой поверхности под действием горизонтальной постоянной силы, равной по модулю 1,6 Н. Данные о зависимости модуля скорости бруска от времени приведены в таблице.
| Величина | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Время $t$, с | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Скорость $v$, м/с | 0 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 |
Решение по шагам
5 шаговПо таблице за 1 с скорость увеличивается на 0,5 м/с, поэтому движение равноускоренное.
$$a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{0{,}5}{1} = 0{,}5\ \text{м/с}^2$$Найдём равнодействующую силу и силу трения. Масса бруска равна $0,4\ \text{кг}$.
$$F_{\text{рез}} = ma = 0{,}4 \cdot 0{,}5 = 0{,}2\ \text{Н}$$Сила трения направлена противоположно движению, поэтому её модуль равен разности приложенной силы и равнодействующей силы.
$$F_{\text{тр}} = 1{,}6 - 0{,}2 = 1{,}4\ \text{Н}$$На горизонтальной поверхности сила нормальной реакции равна $mg$. Принимая $g = 10\ \text{м/с}^2$, найдём коэффициент трения.
$$\mu = \frac{F_{\text{тр}}}{mg} = \frac{1{,}4}{0{,}4 \cdot 10} = 0{,}35$$При $t=2\ \text{с}$ из таблицы $v=1\ \text{м/с}$. Рассчитаем кинетическую энергию.
$$E_k = \frac{mv^2}{2} = \frac{0{,}4 \cdot 1^2}{2} = 0{,}2\ \text{Дж}$$Верные утверждения: 2, 3, 5.
Где здесь ошибаются
Считать движение равномерным, не учитывая увеличение скорости с течением времени.
Путать силу трения с приложенной силой 1,6 Н.
Использовать массу 400 г без перевода в 0,4 кг.