Тема . №26 Механика (Расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)

.03 Динамика

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №26 механика (расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#18313

Шайба лежит на наклонной плоскости (угол наклона к горизонту α = 30∘,  коэффициент трения μ = 0,8  ). Масса шайбы равна m = 1 кг.  Найдите какую силу, параллельную нижнему ребру, надо приложить к шайбе, чтобы сдвинуть шайбу с места. Какие законы Вы использовали для описания движения? Обоснуйте их применение к данному случаю.

PIC

Показать ответ и решение

Обоснование

1. Введем инерциальную систему отсчёта (ИСО) связанную с землей.

2. Движение шайбы поступательное, поэтому её можно считать материальной точкой.

3. Так как шайба является материальной точкой, то описывать её движение в ИСО будем, используя законы Ньютона.

4. На шайбу будут действовать нормальная сила реакции опоры N  и касательная - сила трения Fтр

Решение

Направим ось Oy  вдоль наклонной плоскости вверх, ось Ox  вдоль наклонной плоскости вправо, а ось Oz  перпендикулярно наклонной плоскости.

PIC

Запишем второй закон Ньютона

⃗F + ⃗N + F⃗тр + m ⃗g = m ⃗a,

где F  – сила, с которой действуют на тело, N  – сила реакции опоры, Fтр  – сила трения, a  – ускорение тела.
Направление сил показано на рисунке. Так как сила минимальна, то ускорение тела будет равно 0 и оно будет двигаться равномерно. Спроецируем второй закон Ньютона на все три оси:

(
|||{Ox  : F − F трх = 0

|||Oy :  F тру − mgsinα = 0
(Oz :  N − mg cosα = 0

С учетом того, что сила трения равна

F тр = μN

или       ∘ -2------2--
F тр =   F трх + F тру  и выражениями из системы

(
|||{ F = F трх
  F    = mg sinα
|||   тру
( N = mg cosα

Имеем

       ∘ ---------------
F = mg   μ2cos2α − sin2α = 1 кг ⋅10 Н/ кг∘0,-64⋅0,75-− 0,25 = 4,8 Н
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Критерий 1

Верно обоснована возможность испольования законов

1

(закономерностей). В данном случае: выбор ИСО, модель материальной точки, возможность применения второго закона Ньютона

В обосновании возможности использования законов

0

(закономерностей) допущена ошибка

ИЛИ

Обоснование отсутствует

Критерий 2

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

3

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае - второй закон Ньютона, формула для силы трения скольжения);

II) описаны вновь вводимые в решении буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант,

указанных в варианте КИМ, обозначений величин, используемых

в условии задачи, и стандартных обозначений величин,

используемых при написании физических законов);

III) проведены необходимые математические преобразования

и расчёты (подстановка числовых данных в конечную формулу),

приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение

«по частям» с промежуточными вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения

фиизческой величины

Правильно записаны все необходимые положения теории,

2

фиизческие законы, закономерности, и проведены необходимые

преобразования, 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 записы, не входящие в решение

(возможно, неверные), которые не отделены от решения и не

зачёркнуты

И(ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях

допущены ошибки, и(или) в математических преобразованиях/

вычислениях пропущены логически важные шаги.

И(ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе

в записи единиц измерений величины)

Представлены записи, соответствующие одному из следующих

1

случаев.

Представлены только положения и формулы, выражающие

физические законы, применение которых необходимо для решения

данной задачи, без каких-либо преобразований с их

использованием, направленных на решение задачи.

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая

для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе

решения), но присутствуют логически верные преобразования

с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной

задачи (или в утверждения, лежащем в основе решения), допущена

ошибка, но присутствуют логически верные преобразования

с имеющимися формулами, направленные на решение задачи

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

4

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!