Задание 6 ЕГЭ по физике · задача 46511E

2 балла · ответ подтверждён проверкой ФИПИ

С высоты h по наклонной плоскости из состояния покоя соскальзывает брусок массой m . Длина наклонной плоскости равна S , коэффициент трения между бруском и плоскостью равен μ. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ФОРМУЛЫ
А)  равнодействующая сил, действующих на брусок
Б)  скорость бруска в конце пути
   
1)  μmg S S 2 − h 2
2)  mg S ( h−μ S 2 − h 2 )
3)  2 S 2 g( h−μ S 2 − h 2 )
4)  2g( h−μ S 2 − h 2 )
Решить в тренажёре с автопроверкой →
Показать ответ и разбор
Ответ: 24

Разбор

Давай разберём задачу по шагам.

Равнодействующая сила (А).
Брусок движется вдоль плоскости, значит равнодействующая — сумма проекций сил на плоскость: $mg\sin\theta$ вниз и сила трения $\mu mg\cos\theta$ вверх.
Здесь $\sin\theta = h/S$, $\cos\theta = \dfrac{\sqrt{S^{2} - h^{2}}}{S}$.
Получаем $F = mg\left(\dfrac{h}{S} - \dfrac{\mu\sqrt{S^{2} - h^{2}}}{S}\right) = \dfrac{mg}{S}\left(h - \mu\sqrt{S^{2} - h^{2}}\right)$.
Это формула 2.

Скорость в конце пути (Б).
По закону сохранения энергии потеря потенциальной энергии $mgh$ идёт на кинетическую энергию и работу против трения.
Работа трения $= \mu mg\cos\theta \cdot S = \mu mg\sqrt{S^{2} - h^{2}}$.
Значит $\dfrac{1}{2}mv^{2} = mg\left(h - \mu\sqrt{S^{2} - h^{2}}\right)$.
Отсюда $v = \sqrt{2g\left(h - \mu\sqrt{S^{2} - h^{2}}\right)}$.
Это формула 4.

Итог: А — 2, Б — 4.
← Предыдущая задачаВсе задачи №6 (142)Следующая задача →
Хочешь закрепить? В тренажёре — быстрые колоды по 5 задач этого номера с баллами по правилам ЕГЭ, подсказками ИИ и разбором ошибок. Тренировать задание 6 →