21

Сила трения на наклонной доске

ЕГЭ · Физика · Задание 21 · Кинематика движения
ВысокаяФИПИe24F06Развёрнутое решение≈ 10 минут

В первом опыте доску $AB$ длиной $L = 130\ \text{см}$ левым концом закрепили на неподвижной горизонтальной плоскости, а правый конец доски подняли над плоскостью на высоту $h_1 = 50\ \text{см}$. На доску положили брусок. Коэффициент трения между бруском и доской $\mu = 0{,}8$. Во втором опыте правый конец этой доски подняли над плоскостью на высоту $h_2 = 78\ \text{см}$ и положили на доску тот же самый брусок. Как во втором опыте по сравнению с первым изменился модуль силы трения, действующей на брусок (увеличился, уменьшился, не изменился)?

Сделайте схематичный рисунок с указанием сил, действующих на брусок. Укажите для каждого случая, покоится брусок или движется. Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
Дайте развернутый ответ.

В первом опыте доску AB длиной L = 130 см левым концом закрепили на неподвижной горизонтальной плоскости, а правый конец доски подняли над плоскостью на высоту h1=50 см. На доску положили брусок. Коэффициент трения между бруском и доской μ=0,8. Во втором опыте правый конец этой доски подняли над плоскостью на высоту h2=78 см и положили на доску тот же самый брусок. Как во втором опыте по сравнению с первым изменился модуль силы трения, действующей на брусок (увеличился, уменьшился, не изменился)?

Сделайте схематичный рисунок с указанием сил, действующих на брусок. Укажите для каждого случая покоится брусок или движется. Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения.



Ответ

Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.

Открыть разбор
!
3 уровня: от лёгкого толчка до почти готового решения. Следующий открывается, когда прочитан предыдущий, — чтобы не перепрыгнуть сразу к ответу.
1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3

Определите угол наклона доски через её длину и высоту поднятого конца. Сравните составляющую силы тяжести вдоль доски с максимально возможной силой трения покоя.

2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3

Для бруска на наклонной плоскости $\sin\alpha = \dfrac{h}{L}$, $N = mg\cos\alpha$, а условие покоя имеет вид $mg\sin\alpha \leq \mu mg\cos\alpha$, или $\tan\alpha \leq \mu$.

3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3

В обоих опытах брусок покоится: для первого опыта $\tan\alpha_1 = \dfrac{50}{\sqrt{130^2-50^2}} \approx 0{,}403 < 0{,}8$, для второго $\tan\alpha_2 = \dfrac{78}{\sqrt{130^2-78^2}} = 0{,}75 < 0{,}8$. Поэтому сила трения равна $mg\sin\alpha = mg\dfrac{h}{L}$ и во втором опыте увеличивается в $\dfrac{78}{50} = 1{,}56$ раза.

Всё равно не складывается?Полное решение с обоснованием каждого шага — на отдельной странице.
Открыть решение

Задание 21 ЕГЭ, физика

Задача из темы «Кинематика движения»: в ней 158 задач с ответом и разбором по шагам. В 21-м номере бланка — 133 задачи.

Ответ можно проверить здесь же, а если не выходит — открыть подсказку или разбор. Регистрация не нужна.