.03 Динамика

Обоснование

1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.

2. Все тела движутся поступательно, поэтому их можно считать материальными точками.

3. Так как грузы являются материальными точками, то описывать их движение в ИСО будем, используя законы Ньютона.

4. Учитывая, что нить нерастяжима, блок идеальный, делаем вывод, что все тела движутся с одинаковым ускорением

5. Учитывая, что нить невесома, блок идеальный, делаем вывод, что силы натяжения, приложенные к телам, равны по модулю.

6. Так как тела движутся с ускорением, то описывать их движение будем с использованием формул кинематики равноускоренного движения.

Решение

Расставим силы, действующие на тела.

Здесь – сила реакции опоры, и – силы натяжения нити, – сила трения, и – ускорения бруска и груза соответственно.
Запишем второй закон Ньютона для каждого из тел

Спроецируем вторые законы Ньютона на оси и

Так как нить нерастяжима , а так как невесома, то . Тогда

Сила трения скольжения же равна

Тогда систему уравнений можно записать в виде

Движение груза по вертикали описывается уравнением:

где – начальная скорость тела.
А скорость тела по вертикали

Спроецируем два уравнения кинематики

Отсюда

где – начальное расстояние от поверхности стола до грузика.
Объединим (1) и (2)

Критерий 1

1 балл ставится если

Верно обоснована возможность использования законов (закономерностей). В данном случае: выбор ИСО, модель материальной точки, равенство модулей сил натяжения нитей и модулей ускорений брусков

_________________________________________________________________________________________________________________________

В обосновании отсутствует один или несколько из элементов.

В обосновании допущена ошибка.

Критерий 2

3 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае - второй закон Ньютона, выражение для силы трения скольжения, кинематические соотношения);
II) сделан правильный рисунок с указанием сил, действующих на тела;
III) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений величин, используемых в условии задачи, стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
IV) проведены необходимые математические преобразования и расчёты (подстановка числовых данных в конечную формулу), приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
V) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения физической величины

2 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков.

Записи, соответствующие пунктам II и III, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/ вычислениях пропущены логически важные шаги.

Отсутствует пункт V, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины)

1 балл ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований c их использованием, направленных на решение задачи.

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.

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, 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 критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла