Задание №16 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для правильного решения задачи необходимо проанализировать условия проведённых опытов, опираясь исключительно на те данные, которые можно получить из описания и рисунка.

1. Анализ условий опытов:
В обоих опытах брусок перемещают равномерно по одной и той же горизонтальной поверхности.
В первом опыте на бруске находится один груз, во втором опыте — два таких же груза.
Следовательно, во втором опыте общая масса системы «брусок + грузы» больше, чем в первом.
Поскольку движение равномерное, сила тяги, которую показывает динамометр, по модулю равна силе трения скольжения: $F_{тяги} = F_{тр}$.

2. Оценка утверждений:
1) При увеличении массы бруска с грузами сила трения скольжения увеличивается.
На рисунке видно, что во втором случае (где масса больше) пружина динамометра растянута сильнее, чем в первом. Это означает, что сила тяги, а значит и сила трения, увеличилась при увеличении массы. Утверждение верно и соответствует опыту.

2) Сила трения не зависит от скорости перемещения бруска.
В данных опытах скорость не менялась (на рисунке векторы скорости $\vec{v}$ одинаковы), поэтому сделать вывод о зависимости или независимости силы трения от скорости на основе только этих опытов нельзя. Утверждение не соответствует проведённым опытам.

3) Сила трения зависит от угла наклона плоскости перемещения.
В обоих опытах поверхность была горизонтальной. Угол наклона не изменялся, поэтому данное утверждение не может быть проверено в ходе этих опытов.

4) Сила трения зависит от обработки поверхности, по которой движется брусок.
В обоих опытах поверхность оставалась неизменной. Чтобы проверить это утверждение, нужно было бы перемещать брусок по разным поверхностям (например, по дереву и по пластику). Утверждение не соответствует проведённым опытам.

5) Трение скольжения для второго опыта больше, чем для первого.
Как мы заметили при анализе рисунка, во втором опыте (с двумя грузами) деформация пружины динамометра больше. Так как сила упругости пружины $F = k \cdot \Delta x$ уравновешивает силу трения при равномерном движении, то большая деформация свидетельствует о большей силе трения. Утверждение верно.

Вывод: Соответствующими проведённым опытам являются утверждения № 1 и № 5.

Ответ: 15

Источник: ФИПИ