Задание 5 ЕГЭ по физике · задача 92D622
| Время t , с | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Скорость u , м/с | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
Школьники изучали движение небольшого бруска массой 400 г по горизонтальной шероховатой поверхности под действием горизонтальной постоянной силы, равной по модулю 2,1 Н. Зависимость скорости бруска от времени приведена в таблице. Выберите все верные утверждения на основании анализа представленной таблицы.
| 1) | Сумма сил, действующих на брусок, равна нулю. | |
| 2) | Ускорение бруска равно 2 м/с 2 . | |
| 3) | Коэффициент трения бруска о поверхность μ = 0,2. | |
| 4) | Брусок движется равномерно. | |
| 5) | В момент времени 3 с кинетическая энергия бруска равна 7,2 Дж. |
Показать ответ и разбор
Ответ: 25 (верны: 2, 5)
Разбор
Сначала посмотрим на таблицу: скорость растёт на 2 м/с каждую секунду. Значит, ускорение постоянно и равно $a = \Delta v/\Delta t = 2$ м/с$^{2}$. Это сразу подтверждает утверждение 2.
Масса бруска $m = 0,4$ кг, поэтому по второму закону Ньютона равнодействующая сила $F_{\text{равн}}= ma = 0,4 \times 2 = 0,8$ Н. Она не равна нулю, значит, утверждение 1 неверно.
Движение неравномерное (скорость меняется), поэтому 4 тоже неверно.
Приложенная сила 2,1 Н, значит, сила трения $f = 2,1 − 0,8 = 1,3$ Н. Нормальная сила $N = mg = 0,4 \times 10 = 4$ Н. Коэффициент трения $\mu = f/N = 1,3/4 = 0,325$, а не 0,2. Утверждение 3 неверно.
В момент $t = 3$ с скорость $v = 6$ м/с. Кинетическая энергия $K =$ ½$mv^{2} =$ ½ $\times 0,4 \times 36 = 7,2$ Дж. Утверждение 5 верно.
Таким образом, правильные утверждения — 2 и 5.
Масса бруска $m = 0,4$ кг, поэтому по второму закону Ньютона равнодействующая сила $F_{\text{равн}}= ma = 0,4 \times 2 = 0,8$ Н. Она не равна нулю, значит, утверждение 1 неверно.
Движение неравномерное (скорость меняется), поэтому 4 тоже неверно.
Приложенная сила 2,1 Н, значит, сила трения $f = 2,1 − 0,8 = 1,3$ Н. Нормальная сила $N = mg = 0,4 \times 10 = 4$ Н. Коэффициент трения $\mu = f/N = 1,3/4 = 0,325$, а не 0,2. Утверждение 3 неверно.
В момент $t = 3$ с скорость $v = 6$ м/с. Кинетическая энергия $K =$ ½$mv^{2} =$ ½ $\times 0,4 \times 36 = 7,2$ Дж. Утверждение 5 верно.
Таким образом, правильные утверждения — 2 и 5.