- Банк заданий
- Физика
- Задание 7386
Задание №7386 ЕГЭ по Физике
Грузы массой m = 2 кг и брусок массой M связаны лёгкой нерастяжимой нитью, переброшенной через блок, по которому нить может скользить без трения. Груз массой M находится на шероховатой наклонной плоскости (угол наклона плоскости к горизонту α = 30
коэффициент трения µ = 0,1). Чему равно минимальное значение массы M, при котором система грузов ещё не выходит из первоначального состояния покоя? Какие законы вы используете для описания равновесия тел? Обоснуйте их применение к данному случаю.
Дано: m = 2 кг; 
= 0,1; 
= 30
Найти: M - ?
Обоснование:
Брусок и груз могут двигаться поступательно, следовательно, их можно считать материальными точками. На груз действуют сила тяжести и сила натяжения нити, на брусок действуют сила тяжести, сила натяжения нити, сила трения, сила реакции опоры. В инерциальной системе отсчёта, связанной с Землёй, можно применять второй закон Ньютона для каждого тела.
Система находится в равновесии, если сила трения покоя достигает максимального значения и равна силе трения скольжения.
Решение:
Сделаем рисунок:
Масса M будет минимальной в том случае, если сила трения, действующая на брусок, будет направлена вниз вдоль наклонной плоскости. Изобразим силы, действующие на каждое тело. Так как нить лёгкая, то T1 = T2 = T.
Запишем второй закон Ньютона для обоих тел:
В проекциях на координатные оси:
Подставим (4) в (5):
Подставим (8) и (6) в (2):
Ответ: М = 3,4 кг
Источник: NeoFamily