- Банк заданий
- Физика
- Задание 6912
Задание №6912 ЕГЭ по Физике
Широкая доска наклонена под углом α = 60
к горизонту. Небольшой шайбе сообщили в точке A доски скорость v = 1 м/с, направленную вдоль неё. Через некоторое время шайба оказалась в точке B, сместившись по вертикали на H=20 см вниз и имея скорость 2v. Определите путь, который прошла шайба между точками A и B. Коэффициент трения скольжения шайбы о доску µ = 0,2. Какие законы вы использовали для описания движения тела? Обоснуйте их применимость к данному случаю. Какие законы вы использовали для описания движения тела? Обоснуйте их применимость к данному случаю.
Дано: 
= 60
; v1 = v = 1 м/с; H = 20 см = 0,2 м; v2 = 2v; 
= 0,2
Найти: S - ?
Обоснование:
Рассмотрим задачу в системе отсчёта, связанной с Землёй. Будем считать эту систему отсчёта инерциальной (ИСО). При движении шайбы по поверхности доски полная механическая энергия шайбы не сохраняется, так как между доской и шайбой есть трение. Изменение полной механической энергии равно работе непотенциальных сил: силы трения и силы нормальной реакции опоры. Но сила нормальной реакции опоры при движении шайбы всегда перпендикулярна поверхности доски, то есть перпендикулярна скорости. Поэтому её работа равна нулю. Сила трения всегда направлена против скорости движения шайбы, её работа отрицательна. Это приводит к уменьшению полной механической энергии системы.
Решение:
Изменение полной механической энергии равно работе силы трения:
Подставим (3) и (4) в (2):
Подставим (7) и (8) в (6):
По второму закону Ньютона:
Подставим (13) в (11):
Подставим (14) в (10):
Подставим (5), (9) и (15) в (1):
Ответ: S = 0,5 м
Источник: NeoFamily