Задание №7368 ЕГЭ по Физике

Дано: v₀ = 5 м/с; l = 0,5 м;  =   = 0,2 

Найти: S - ?

Обоснование:
Связываем инерциальную систему отсчёта с неподвижной наклонной плоскостью. Шайба движется поступательно, так что её можно описать моделью материальной точки. При этом для движения шайбы по наклонной плоскости можно использовать 2 закон Ньютона. После отрыва шайбы от наклонной плоскости происходит движение тела, брошенного под углом к горизонту.

Решение:
Сделаем чертёж к этой задаче:

1 способ:
Искомое расстояние  Для нахождения S₁ надо найти скорость v₁ отрыва шайбы от наклонной плоскости. Для этого используем 2 закон Ньютона для движения шайбы по наклонной плоскости. Запишем сразу этот закон в проекциях на направление движения шайбы вверх по наклонной плоскости:

Подставим (3) и (4) в (2):

Тогда можем записать:

Движение шайбы происходит под действием силы тяжести, перпендикулярной оси x. Вследствие этого движение вдоль этой оси равномерное со скоростью Тогда дальность полёта (здесь t — время полёта).

Вдоль оси y движение ускоренное (свободное падение), и в верхней точке подъёма v_y = 0. Из формулы  найдём время подъёма:

А время полёта:

Подставим (13) в (14):

Тогда окончательно:

Подставим (15) и (10) в (11):

Для нахождения S₂ воспользуемся тем, что вдоль оси x движение равномерное со скоростью:

Время найдём из свободного падения шайбы с высоты:

Тогда:

Окончательно получим:

Ответ: S = 2,41 м

Источник: NeoFamily