Задание 6

Механика: анализ процессов и применение законов · 86 заданий

Задание №6
№6
Шарик, брошенный горизонтально с высоты H с начальной скоростью V₀ за время t пролетел в горизонтальном направлении расстояние L (см. рисунок). Как из…
Свободное падение
Задание №6
№6
Космический исследовательский зонд обращается по круговой орбите вокруг Марса. В результате перехода на другую круговую орбиту центростремительное…
Закон всемирного тяготения
Задание №6
№6
После удара шайба начала скользить вверх по гладкой наклоннойи плоскости со скоростью v₀, как показано на рисунке, и в момент t = t₀ вернулась в исход…
Равноускоренное прямолинейное движение
Задание №6
№6
Камень подбросили вверх. Как меняются по мере подъёма ускорение камня и его потенциальная энергия? Сопротивление воздуха не учитывать. Для каждой вели…
Свободное падение
Задание №6
№6
На рисунке показан график зависимости координаты х тела, движущегося вдоль оси Ох, от времени t (парабола). Графики А и Б представляют собой зависимос…
Равноускоренное прямолинейное движение
Задание №6
№6
На рисунке показан график зависимости координаты х тела, движущегося вдоль оси Оx, от времени t (парабола). Графики А и Б представляют собой зависимос…
Равноускоренное прямолинейное движение
Задание №6
№6
После удара момент времени t = 0 шайба начала скользить вверх по гладкой наклонной плоскости с начальной скоростью (v)₀, как показано на рисунке. В мо…
Равноускоренное прямолинейное движение
Задание №6
№6
Ученик исследовал движение бруска по наклонной плоскости. Он определил, что брусок, начиная движение из состояния покоя, проходит 20 см с ускорением 1…
Равноускоренное прямолинейное движение
Задание №6
№6
B момент времени t = 0 мяч брошен вверх с поверхности Земли со скоростью v₀, как показано на рисунке. Графики А и Б отображают изменение с течением вр…
Свободное падение
Задание №6
№6
На рисунке показан график зависимости координаты х тела, движущегося вдоль оси Ох, от времени t (парабола). Графики А и Б представляют собой зависимос…
Равноускоренное прямолинейное движение
Задание №6
№6
После удара в момент времени t = 0 шайба начала скользить вверх по гладкой наклонной плоскости с начальной скоростью (v)₀, как показано на рисунке. В…
Закон изменения и сохранения механической энергии
Задание №6
№6
После удара в момент t = 0 шайба начала скользить вверх по гладкой наклонной плоскости с начальной скоростью v₀, как показано на рисунке, и в момент в…
Равноускоренное прямолинейное движение

Задание №6 — Сила трения (покоя, скольжения)

С вершины шероховатой наклонной плоскости из состояния покоя скользит с ускорением лёгкая коробочка, в которой находится груз массой m (см. рис.). Как изменятся время, за которое коробочка съезжает с наклонной плоскости, и сила трения коробочки о плоскость, если в коробочке будет лежать груз массой 2m?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

Пусть $\alpha$ — угол наклона плоскости, $\mu$ — коэффициент трения, $M$ — масса груза в лёгкой коробочке (массой самой коробочки пренебрегаем). Оси: $Ox$ — вдоль плоскости вниз, $Oy$ — перпендикулярно ей.

Второй закон Ньютона в проекциях:

$Oy:\quad N - Mg\cos\alpha = 0 \quad \Rightarrow \quad N = Mg\cos\alpha ,$

$Ox:\quad Ma = Mg\sin\alpha - F_{\text{тр}}, \qquad F_{\text{тр}} = \mu N = \mu M g\cos\alpha .$

Отсюда

$a = g\left(\sin\alpha - \mu\cos\alpha\right).$

Время движения. Ускорение не зависит от массы. Коробочка начинает движение из состояния покоя и проходит одну и ту же длину $L$ наклонной плоскости:

$L = \frac{a t^{2}}{2} \quad \Rightarrow \quad t = \sqrt{\frac{2L}{a}} = \sqrt{\frac{2L}{g\left(\sin\alpha - \mu\cos\alpha\right)}} .$

Ни $L$ , ни $a$ не изменились, поэтому время не изменится — позиция 3.

Сила трения. $F_{\text{тр}} = \mu M g\cos\alpha$ прямо пропорциональна массе. При замене $m$ на $2m$ сила трения возрастёт вдвое, то есть увеличится — позиция 1.

Ответ: 31