Задание №6733 ЕГЭ по Физике

Тема : Динамика движения по окружности

Раздел: Механика

5 линия

Не выполнено

Автомобиль массой 1,5 т проезжает верхнюю точку выпуклого моста, радиус кривизны которого равен 60 м, двигаясь с постоянной скоростью 54 км/ч. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие движение автомобиля. Запишите цифры, под которыми они указаны.

1) Сумма сил, действующих на автомобиль, направлена вертикально вниз и перпендикулярна скорости автомобиля.
2) Вес автомобиля в верхней точке моста равен 9375 Н.
3) Центростремительное ускорение автомобиля равно 48,6 м/с².
4) Сила, с которой автомобиль действует на мост, в каждой его точке направлена вертикально вниз.
5) Вектор скорости автомобиля при движении по мосту постоянно меняет своё направление.

Решение:
1) Утверждение: Сумма сил, действующих на автомобиль, направлена вертикально вниз и перпендикулярна скорости автомобиля. Верно.
По второму закону Ньютона равнодействующая (сумма сил) сонаправлена с вектором ускорения (центростремительного), направлена вниз. Скорость при движении по окружности направлена по касательной, поэтому сумма сил перпендикулярна скорости.

2) Утверждение: Вес автомобиля в верхней точке моста равен 9375 Н. Верно.
Сила, с которой автомобиль действует на мост (вес Р), равна силе, с которой мост действует на автомобиль (сила реакции опоры N). Отсюда P = N. По второму закону Ньютона в проекции на вертикальную ось:
N - mg = - ma, где а — центростремительное ускорение.
Тогда N = mg - ma = m(g - a)
N =1500(10 - 3,75) = 9375 Н.
Отсюда находим, что P = 9375 Н.

3) Утверждение: Центростремительное ускорение автомобиля равно 48,6 м/с². Неверно.
Для начала переведём скорость из км/ч в м/с. 54 км/ч Формула 1000/3600 = 15 м/с.
Пользуемся формулой центростремительного ускорения: .
Получаем: а = 1515/60 = 3,75 м/с².

4) Утверждение: Сила, с которой автомобиль действует на мост, в каждой его точке направлена вертикально вниз. Неверно.
По третьему закону Ньютона Формула 🠕🠗. В каждой точке моста сила N перпендикулярна радиусу в этой точке.

5) Утверждение: Вектор скорости автомобиля при движении по мосту постоянно меняет своё направление. Верно. (см. п. 1)

Ответ: 125

Источник: Сборник Монастырский Л.М. (Легион)

Аналоги:Задание №6731