Репетитор по физике: подготовка к ЕГЭ/ОГЭ, повышение успеваемости 8-10 классы.
Оставьте заявку на ПРОБНОЕ занятие, где определим ваши проблемы по физике и способы их решения, составим план подготовки к ЕГЭ с учетом вашего уровня знаний.

✅Телеграмм канал «Физика. ЕГЭ/ОГЭ от АЛ САКовича»
Канал для учеников и родителей. Здесь фрагменты занятий, примеры решений, рекомендации ученикам.

ЕГЭ 2024. Физика. Отличный результат. Динамика. Контроль 2.2

Автор Александр Сакович, Март 14, 2025, 10:51

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Александр Сакович

2. Два груза, связанные нерастяжимой и невесомой нитью, движутся по гладкому горизонтальному столу под действием силы F, приложенной к грузу массой M1 = 2 кг (см. рисунок). Известно, что нить может выдержать нагрузку не более 12 Н. Чему равна масса второго груза, если нить обрывается при действии силы F, равной 20 Н?
img1.png
Ответ: _____ кг.

Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).
Репетитор по физике. Подробнее https://web-physics.ru/index.php/podgotovka-k-ege

Александр Сакович

Решение. Так как грузы находятся на гладком столе, то Fтр1 = Fтр2 = 0. На груз 1 действуют сила тяжести M1∙g, сила реакции опоры N1, сила натяжения нити Т1 и сила тяги F. На груз 2 действуют сила тяжести M2∙g, сила реакции опоры N2 и сила натяжения нити Т2. Ускорения тел направлены в сторону силы F. Ось 0X направим вправо (см. рисунок).
img1.png
Задачу будем решать в инерциальной системе отсчета, связанной с поверхностью стола (Земли). Грузы будем считать материальными точками, так как они двигаются поступательно. Тогда для каждого из грузов можем записать второй закон Ньютона в векторном виде и в проекции на ось координат:
\[M_1 \cdot \vec{a}_1=\vec{N}_1+\vec{F}+\vec{T}_1+M_1 \cdot \vec{g},\ \ M_2 \cdot \vec{a}_2=\vec{N}_2+M_2 \cdot \vec{g}+\vec{T}_2,\]
\[0X:\ M_1 \cdot a_1=F-T_1,\ \ M_2 \cdot a_2=T_2,\]
где Т1 = Т2 = Т, так как тела связаны одной невесомой нитью; а1 = а2 = а, так как тела связаны одной нерастяжимой нитью. Подставим полученные выражения в уравнения с проекциями:
\[M_1 \cdot a=F-T,\ \ M_2 \cdot a=T.\]
По условию при F = 20 Н сила T = 12 Н («нить может выдержать нагрузку не более 12 Н ... если нить обрывается при действии силы F, равной 20 Н»).
Решим систему двух уравнений. Например,
\[\frac{M_2}{M_1}=\frac{T}{F-T},\ \ M_2=\frac{T}{F-T} \cdot M_1,\]
\[M_2=\frac{12}{20-12} \cdot 2=3\ \text{кг}.\]
Ответ: 3 кг.
Репетитор по физике. Подробнее https://web-physics.ru/index.php/podgotovka-k-ege

Яндекс.Метрика