Задание 5 ЕГЭ по физике · задача B6669D
На шероховатой поверхности лежит брусок массой 1 кг. На него начинает действовать горизонтальная сила направленная вдоль поверхности и зависящая от времени так, как показано на графике слева. Зависимость работы этой силы от времени представлена на графике справа. Выберите два верных утверждения на основании анализа представленных зависимостей.
|
| |
| 1) | Коэффициент трения скольжения равен 0,2. | |
| 2) | Первые 10 с брусок двигался с постоянным ускорением. | |
| 3) | В интервале времени между 12 и 20 с перемещение бруска равно 12 м. | |
| 4) | В интервале времени между 0 и 10 с работа силы трения отрицательна. | |
| 5) | В интервале времени между 12 и 20 с брусок двигался с постоянной скоростью. |
Показать ответ и разбор
Ответ: 15 (верны: 1, 5)
Разбор
Сначала посмотрим на графики. Работа силы F начинает расти только после t=10 с, значит до этого брусок покоился — сила трения покоя уравновешивала F. В момент t=10 с F достигает 2 Н, и брусок трогается. Следовательно, максимальная сила трения покоя равна 2 Н.
После t=10 с на графике F(t) сила становится постоянной и равной 2 Н. Работа этой силы за 10 с (с 10 до 20 с) равна 40 Дж. Поскольку F постоянна, A = F·s, поэтому s = 40/2 = 20 м за 10 с. Это даёт среднюю скорость 2 м/с, но главное — ускорение равно нулю, потому что F = f_к. Значит, μ = f_к/(mg) = 2/(1·10) = 0,2. Это подтверждает утверждение 1.
Утверждение 5 тоже верно: в интервале 12–20 с F = f_к, ускорение отсутствует, скорость постоянна.
Остальные варианты неверны: до 10 с брусок не двигался (2 ложно), перемещение с 12 до 20 с не равно 12 м (3 ложно), работа силы трения до начала движения равна нулю (4 ложно).
После t=10 с на графике F(t) сила становится постоянной и равной 2 Н. Работа этой силы за 10 с (с 10 до 20 с) равна 40 Дж. Поскольку F постоянна, A = F·s, поэтому s = 40/2 = 20 м за 10 с. Это даёт среднюю скорость 2 м/с, но главное — ускорение равно нулю, потому что F = f_к. Значит, μ = f_к/(mg) = 2/(1·10) = 0,2. Это подтверждает утверждение 1.
Утверждение 5 тоже верно: в интервале 12–20 с F = f_к, ускорение отсутствует, скорость постоянна.
Остальные варианты неверны: до 10 с брусок не двигался (2 ложно), перемещение с 12 до 20 с не равно 12 м (3 ложно), работа силы трения до начала движения равна нулю (4 ложно).