03 Динамика
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Два груза, связанных нерастяжимой и невесомой нитью, движутся по гладкой горизонтальной поверхности под действием
постоянной горизонтальной силы приложенной к грузу
(см. рисунок). Максимальная сила
, при которой нить ещё не
обрывается, равна 18 Н. Известно, что нить может выдержать нагрузку не более 10 Н. Чему равна масса
первого груза, если
масса второго равна
кг?
Грузы связаны нерастяжимой нитью, следовательно грузы движутся с одинаковыми ускорениями, а так как грузы связаны невесомой нитью, следовательно, силы натяжения нити одинаковы. Поверхность гладкая, значит, силой трения можно пренебречь.
Запишем для каждого груза второй закон Ньютона в проекциях на горизонтальную ось, направленную в сторону движения грузов:
|
Сложим два уравнения системы и выразим ускорение грузов:
Из второго уравнения системы выразим силу натяжения нити с учетом выражения для ускорения грузов:
Выразим массу первого груза:
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: второй закон Ньютона, сказано что ускорения связанных тел равны, сказано что силы натяжения нити, действующие на тела, равны); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Два груза, связанные нерастяжимой и невесомой нитью, движутся по гладкой горизонтальной поверхности под
действием постоянной горизонтальной силы приложенной к грузу
= 2 кг (см. рисунок). Нить обрывается при
значении силы натяжения нити
Н, при этом модуль силы
равен 12 Н. Чему равна масса второго груза
?
Грузы связаны нерастяжимой нитью, следовательно, то грузы движутся с одинаковыми ускорениями, а так как грузы связаны невесомой нитью, то силы натяжения нити одинаковы. Поверхность гладкая, значит, силой трения можно пренебречь.
Запишем второй закон Ньютона для каждого из тел:
|
Сложим два уравнения и получим:
Из второго уравнения системы
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: второй закон Ньютона для каждого из тел, сказано, что ускорения связанных тел равны); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Два груза массами соответственно кг и
кг, лежащие на гладкой горизонтальной поверхности, связаны невесомой и
нерастяжимой нитью. На грузы действуют силы
и
, как показано на рисунке. Сила натяжения нити
H. Каков
модуль силы
, если
H?
Поверхность гладкая, значит, силой трения можно пренебречь. Расставим силы, действующие на грузы
Грузы связаны нерастяжимой нитью, следовательно, грузы движутся с одинаковыми ускорениями, а так как грузы связаны
невесомой нитью, то силы натяжения нити одинаковы.
По второму закону Ньютона
где и
– силы реакции опоры.
Запишем для каждого груза второй закон Ньютона в проекциях на горизонтальную ось, направленную в сторону движения
грузов:
|
Поделим первое уравнение на второе
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: второй закон Ньютона, сказано что ускорения связанных тел равны, сказано что силы натяжения нити, действующие на тела, равны); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Одинаковые бруски, связанные нитью, движутся под действием внешней силы по гладкой горизонтальной поверхности (см.
рисунок). Найдите, во сколько раз уменьшится ускорение системы, если на второй брусок положить брусок такой же
массой.
Поскольку бруски связаны нерастяжимой нитью, они двигаются с одинаковым ускорением. Обозначим силу натяжения нити.
Тогда для второго бруска второй закон Ньютона
Для первого
Объединяя оба случая получаем
Когда добавим на второй брусок еще один такой же, то для третьего и второго второй закон Ньютона будет выглядеть следующим образом
А для первого
Объединяя оба случая
Отсюда отношение ускорений
Значит, ускорение уменьшится в 1,5 раза.
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: второй закон Ньютона, сказано что ускорения связанных тел равны, сказано что силы натяжения нити, действующие на тела, равны); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Одинаковые бруски, связанные невесомой и нерастяжимой нитью, движутся под действием внешней силы по гладкой
горизонтальной поверхности (см. рисунок). Найдите, во сколько раз увеличится сила натяжения нити между брусками, если на
второй брусок добавить брусок той же массы.
Поскольку бруски связаны нерастяжимой нитью, они двигаются с одинаковым ускорением. Обозначим силу натяжения нити.
Тогда для второго бруска второй закон Ньютона
Для первого
Объединяя оба случая получаем
Когда добавим на второй брусок еще один такой же, то для третьего и второго второй закон Ньютона будет выглядеть следующим образом
А для первого
Объединяя оба случая
Отсюда отношение сил натяжения нитей
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: второй закон Ньютона, сказано что ускорения связанных тел равны, сказано что силы натяжения нити, действующие на тела, равны); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Одинаковые бруски, связанные нитью, движутся под действием внешней силы по гладкой горизонтальной поверхности (см.
рисунок). Найдите, во сколько раз увеличится сила натяжения нити между брусками, если третий брусок переложить с первого на
второй.
Поскольку бруски связаны нерастяжимой нитью, они двигаются с одинаковым ускорением. Обозначим силу натяжения нити.
Тогда для второго бруска второй закон Ньютона
Для первого и третьего
Объединяя оба случая получаем
Когда переложим третий брусок на второй, то для третьего и второго второй закон Ньютона будет выглядеть следующим образом
А для первого
Объединяя оба случая
Отсюда следует, что сила натяжения нити увеличится в 2 раза.
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: записан второй закон Ньютона для тел, обосновано равенство ускорения движения тел, получен верный ответ задачи); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Груз, лежащий на столе, связан лёгкой нерастяжимой нитью, переброшенной через идеальный блок, с грузом массой 0,5
кг. Коэффициент трения скольжения первого груза по поверхности стола равен 0,1. На первый груз действует
горизонтальная постоянная сила равная по модулю 1 Н (см. рисунок). При этом второй груз движется с ускорением
направленным вниз. Чему равна масса первого груза?
Источники:
Так как бруски связаны нерастяжимой нить, то тела движутся с одинаковым ускорением, а так как нить невесома, то сила
натяжения нити всюду одинакова.
Запишем второй закон Ньютона для груз :
Аналогично для груза :
Спроецируем первое уравнение на оси и
:
|
Сила трения равна
где — коэффициент трения.
Тогда
Спроецируем аналогично для груза на ось
:
Объединим два последних уравнения
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Груз массой 1 кг, лежащий на столе, связан лёгкой нерастяжимой нитью, переброшенной через идеальный блок, с грузом массой 0,25
кг. На первый груз действует горизонтальная постоянная сила , равная по модулю 1 Н (см. рисунок). При этом второй груз
движется с ускорением
, направленным вниз. Каков коэффициент трения скольжения первого груза по поверхности стола?
Источники:
Изобразим силы, действующие в системе
Поскольку нить невесома .
И также поскольку нить нерастяжима оба груза движутся с одним и тем же ускорением .
Запишем второй Закон Ньютона для обоих тел:
где - масса маленького груза,
- масса большого груза.
Силу трения распишем как
Запишем второй Закон Ньютона для большого груза на вертикальную ось
Решая систему из уравнений, выразим коэффициент:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Груз массой кг, лежащий на столе, связан лёгкой нерастяжимой нитью, переброшенной через идеальный блок, с грузом
массой
кг. На первый груз действует горизонтальная постоянная сила
(см. рисунок). Второй груз движется из
состояния покоя с ускорением 2 м/с
направленным вниз. Коэффициент трения скольжения первого груза по поверхности стола
равен 0,2. Чему равен модуль силы
?
Расставим силы, действующие на каждый из грузов
Так как бруски связаны нерастяжимой нить, то тела движутся с одинаковым ускорением, а так как нить невесома, то сила
натяжения нити всюду одинакова.
Запишем второй закон Ньютона для груз :
Аналогично для груза :
Спроецируем первое уравнение на оси и
:
|
Сила трения равна
где — коэффициент трения.
Тогда
Спроецируем аналогично для груза на ось
:
Объединим два последних уравнения
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: второй закон Ньютона, формула силы трения скольжения, сказано что ускорения связанных тел равны, сказано что силы натяжения нитей, действующие на тела, равны); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Груз массой 1 кг, находящийся на столе, связан лёгкой нерастяжимой нитью, переброшенной через идеальный блок, с другим
грузом. На первый груз действует горизонтальная постоянная сила , равная по модулю 10 Н (см. рисунок). Второй груз
движется из состояния покоя с ускорением
направленным вверх. Коэффициент трения скольжения первого груза по
поверхности стола равен 0,2. Чему равна масса второго груза?
Источники:
Так как бруски связаны нерастяжимой нитью, то они будут двигаться с одинаковым ускорением, которое будет создаваться силой
, которой препятствуют сила тяжести второго бруска
и сила трения первого бруска
Тогда второй закон
Ньютона можно записать в виде
Отсюда масса второго груза
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: формула для силы трения скольжения, второй закон Ньютона в векторной форме и в проекциях на координатные оси для каждого из тел, обосновано равенство ускорений с которыми двигаются тела системы); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Груз массой кг, лежащий на столе, связан с грузом массой
кг лёгкой нерастяжимой нитью, переброшенной через
идеальный блок. На первый груз действует горизонтальная постоянная сила
, равная по модулю 10 Н (см. рисунок). При этом
второй груз движется с ускорением 2 м/с
направленным вверх. Определите коэффициент трения скольжения первого груза по
поверхности стола.
Расставим силы, действующие на тела. При этом так как нить легкая, то сила натяжения нити всюду одинакова.
Запишем второй закон Ньютона для груза :
Спроецируем второй закон Ньютона на ось :
Аналогично запишем второй закон Ньютона для груза :
где – ускорение тела.
Так как нить нерастяжима, то . Спроецируем на оси
и
Сила трения равна
где – коэффициент трения.
Объединим (1) – (4)
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: второй закон Ньютона для двух тел, формула силы трения скольжения, сказано, что ускорения у связанных тел равны, указано, что силы натяжения нитей, действующие на тела, равны); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Груз массой 1 кг, находящийся на столе, связан лёгкой нерастяжимой нитью, переброшенной через идеальный блок, с другим
грузом. На первый груз действует горизонтальная постоянная сила (см. рисунок). Второй груз массой 0,5 кг движется из
состояния покоя с ускорением
направленным вверх. Коэффициент трения скольжения первого груза по поверхности стола
равен 0,2. Определите величину силы
Источники:
Так как бруски связаны нерастяжимой нитью, то они будут двигаться с одинаковым ускорением, которое будет создаваться силой
, которой препятствуют сила тяжести второго бруска
и сила трения первого бруска
Тогда второй закон
Ньютона можно записать в виде
Отсюда выразим силу :
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
По гладкому горизонтальному столу из состояния покоя движется массивный брусок, соединенный с грузом массой кг
невесомой нерастяжимой нитью, перекинутой через гладкий невесомый блок (см. рисунок). Ускорение груза равно
Чему равна масса бруска?
Поскольку грузы связаны нерастяжимой нитью, они двигаются с одинаковыми ускорениями. Невесомость нити означает, что сила
натяжения нити постоянна по всей длине, на оба груза нить действует с одинаковой по величине силой . Запишем
второй закон Ньютона для груза и бруска. Для груза:
Для бруска
Т.к. нить нерастяжима, то грузы движутся с одинаковым ускорением .
Сложим оба уравнения и получим
Отсюда масса бруска
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: второй закон Ньютона, сказано что ускорения у тел равны, сказано, что силы натяжения нитей, действующие на тела, равны); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
По горизонтальному столу из состояния покоя движется брусок массой 0,8 кг, соединенный с грузом массой 0,2 кг невесомой
нерастяжимой нитью, перекинутой через гладкий невесомый блок (см. рис.). Груз движется с ускорением 1,2 м/с Определите
коэффициент трения бруска о поверхность стола.
Расставим силы, действующие на тела. При этом так как нить легкая, то сила натяжения нити всюду одинакова.
Запишем второй закон Ньютона для груза :
Спроецируем второй закон Ньютона на ось :
Здесь – ускорение груза.
Аналогично запишем второй закон Ньютона для бруска :
где – ускорение бруска.
Так как нить нерастяжима, то . Спроецируем на оси
и
Сила трения равна
где – коэффициент трения.
Объединим (1) – (4)
Отсюда выразим коэффициент трения
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: второй закон Ньютона, формула силы трения скольжения, сказано что ускорения связанных тел равны, сказано, что силы натяжения нити, действующие на тела, равны); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Три бруска массами m, 2m и 4m с помощью невесомых нерастяжимых нитей 1, 2 и 3 соединены между собой и подвешены к потолку (см. рисунок). Система находится в равновесии. Чему равно отношение модулей сил натяжения нитей 1 и 3?
Масса, которая действует на нерастяжимую нить 1:
Масса, которая действует на нерастяжимую нить 3:
На бруски действуют сила тяжести и сила натяжения нити. По 2 закону Ньютона:
Т.к. нити невесомы и нерастяжимы, то для нахождения силы натяжения для нити 1 можем считать, что груз массой весит
на нити 1.
Сила натяжения нити для нити 1:
Сила натяжения нити для нити 3:
Тогда отношение модулей сил натяжения нитей 1 и 3:
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: второй закон Ньютона); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Два груза подвешены на достаточно длинной невесомой нерастяжимой нити, перекинутой через идеальный блок (см. рисунок).
Грузы удерживали неподвижно, а затем осторожно отпустили, после чего они начали двигаться равноускоренно. Опустившись на 2
м, левый груз приобрёл скорость 4 м/с. Определите силу натяжения нити, если масса правого груза кг. Трением пренебречь.
Источники:
Обозначим все силы, действующие на бруски
Запишем второй закон Ньютона для каждого из брусков
Учитывая, что нить нерастяжима, блок идеальный, делаем вывод, что все тела движутся с одинаковым ускорением
.
Из формулы для перемещения при равноускоренном движении без времени выразим ускорение (с учетом того, что начальная
скорость равна нулю):
Так как нить невесома, блок идеальный, делаем вывод, что на оба тела действует одинаковая по модулю сила натяжения нити
.
Запишем второй закон Ньютона для брусков в проекции на ось .
|
Из уравнения для груза выразим силу натяжения нити и подставим выражение для ускорения:
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: записан второй закон Ньютона для обоих тел в векторной форме и в проекции на координатную ось, обосновано равенство ускорения движения тел, записана формула для пути, проходимого равноускорено движущимся телом без учета времени, получен верный ответ задачи); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Брусок массой г соединен с бруском массой
г невесомой и нерастяжимой нитью, перекинутой через невесомый
идеальный блок (см. рис.). Чему равен модуль ускорения бруска массой 200 г?
Обозначим все силы, действующие на бруски
Запишем второй закон Ньютона для каждого из брусков
Учитывая, что нить нерастяжима, блок идеальный, делаем вывод, что все тела движутся с одинаковым ускорением
.
Так как нить невесома, блок идеальный, делаем вывод, что на оба тела действует одинаковая по модулю сила натяжения нити
.
Запишем второй закон Ньютона для брусков на ось .
|
Вычтем из первого уравнения второе и получим
Выразим ускорение
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: второй закон Ньютона, сказано что ускорения связанных тел равны, сказано, что силы натяжения нитей, действующие на тела, равны); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Брусок массой кг соединен с бруском массой
кг с помощью невесомой и нерастяжимой нитью, перекинутой через
блок. Найдите, с каким ускорением будет двигаться брусок массой
?
Обозначим все силы, действующие на бруски Запишем второй закон Ньютона для брусков на ось .
|
Вычтем из первого уравнения второе и получим
Выразим ускорение
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: второй закон Ньютона, сказано что ускорения связанных тел равны, сказано что силы натяжения нитей, действущие на тела, равны); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Массивный груз, покоящийся на горизонтальной опоре, привязан к легкой нерастяжимой веревке, перекинутой через
идеальный блок. К веревке прикладывают постоянную силу , направленную под углом
к горизонту
(см. рис.). Зависимость модуля ускорения груза от модуля силы
представлена на графике. Чему равна масса
груза?
В начале сила натяжения нити, равная силе будет меньше, чем сила
Н, поэтому по второму закону
Ньютона
пока тело покоится, ускорение равно нулю. В момент, когда тело начинает движение
Тогда
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: второй закон Ньютона, описан момент начала движения (сказано, что сила нормальной реакции опоры обращается в 0)); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Груз массой можно поднимать с помощью системы из подвижного и неподвижного блоков. С какой постоянной силой F
надо тянуть верёвку, чтобы за время подъёма
=0,5 с груз из состояния покоя достиг скорости
Массами верёвки,
блоков и трением в осях пренебречь.
Из рисунка видно, что . На подвижный блок действуют две силы
вверх и одна
вниз, следовательно , так как блок
невесомый, то
. Второй закон Ньютона для груза:
Спроецируем на ось, направленную вертикально вверх:
Ускорение найдем из кинематики:
Объединяя все уравнения, мы получим:
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: второй закон Ньютона, формула ускорения, указано как соотносятся силы натяжения нитей для блоков); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |