Часть 1 — краткий ответ (задания 1–20) · ЕГЭ по физике

Задание 2. Динамика

Применение законов Ньютона, тяготения, Гука и сухого трения. 1 балл · базовый уровень · ≈5 минут · раздел: механика. Форма ответа — целое число или конечная десятичная дробь. 100 заданий с проверкой ответа и разбором.

Решено

Правильно

Точность

Простыми словами

Динамика отвечает на вопрос «почему тело движется так». Причина — силы: их равнодействующая задаёт ускорение. В задании 2 нужно найти силу, массу, ускорение, коэффициент трения или жёсткость.

Ответ — число, 1 балл. $g = 10 м / с^{2}$ , $G = 6, 67 \cdot 1 0^{- 11}$ Н·м²/кг² — из справочных данных.

Три закона Ньютона

Закон	Смысл
I	если равнодействующая равна нулю, тело покоится или движется равномерно и прямолинейно (в инерциальной системе отсчёта)
II	$m \overset{a}{www.reknow.ru} = \overset{www.reknow.ru}{F}_{1} + \overset{www.reknow.ru}{F}_{2} + \dots$ — ускорение направлено по равнодействующей
III	тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению: $\overset{www.reknow.ru}{F}_{12} = - \overset{www.reknow.ru}{F}_{21}$ ; силы приложены к разным телам

Тело массой 1 кг движется с ускорением 1 м/с². Модуль равнодействующей?

$F = ma = 1 \cdot 1 = 1$ Н.

Силы

Сила	Формула	Буквы
всемирного тяготения	$F = G \frac{m _{1} m _{2}}{r ^{2}}$	$r$ — расстояние между центрами (м)
тяжести	$F = m g$	на высоте $h$ : $g_{h} = g \frac{R ^{2}}{( R + h ) ^{2}}$ , $R$ — радиус планеты
упругости (закон Гука)	$F = k ∣ x ∣$	$k$ — жёсткость (Н/м), $x$ — деформация (м)
трения скольжения	$F = μ N$	$μ$ — коэффициент трения, $N$ — сила нормальной реакции опоры

Сила тяготения обратно пропорциональна квадрату расстояния: расстояние увеличили в 3 раза — сила уменьшилась в 9 раз.

Трение покоя не больше $μ N$ и равно той силе, которая пытается сдвинуть тело. Брусок, который тянут с силой 2 Н, но он не едет, испытывает трение покоя 2 Н.

Брусок массой 2 кг равномерно тянут по горизонтали силой 6 Н. Коэффициент трения?

Движение равномерное — $a = 0$ , тяга уравновешена трением: $F_{тр} = 6$ Н.
На горизонтали $N = m g = 20$ Н.
$μ = \frac{F _{тр}}{N} = \frac{6}{20} = 0, 3$ .

Наклонная плоскость: второй закон в проекциях

Оси удобно направить вдоль и поперёк склона

N = m g cos α ma = m g sin α - μ m g cos α

брусок соскальзывает: вдоль склона «тянет вниз»

m g sin α

, мешает трение

μ N

Брусок покоится или скользит равномерно — тогда $a = 0$ и $μ = tg α$ .

$F_{тр} = μ N$ , и $N = m g$ только на горизонтали и только без вертикальных сил. На наклонной $N = m g cos α$ ; подставить $m g$ — самая частая ошибка номера.

Вес и сила тяжести

Сила тяжести

m g

, приложена к телу, от движения опоры не зависит.

Вес

P

, сила, с которой тело давит на опору или тянет подвес; приложен к опоре.

В лифте с ускорением $a$ вверх $P = m (g + a)$ , вниз — $P = m (g - a)$ . При свободном падении ( $a = g$ ) вес равен нулю — невесомость, а сила тяжести та же.

Порядок решения любой задачи динамики: рисунок → все силы → оси → $m \overset{a}{www.reknow.ru} = \sum \overset{www.reknow.ru}{F}$ в проекциях → выразить искомое.

Посмотреть на модели

Интерактивные модели Лаборатории по темам этого номера: величины в них меняются ползунками, и видно, что от чего зависит.

Сила трениянайдите момент срыва на льду, дереве и резине Наклонная плоскостьменяйте угол и смотрите, как делится сила тяжести Второй закон Ньютонатяните тележку сильнее и добавляйте груз — смотрите, что делает ускорение Закон Гука и жёсткость пружинывешайте грузы по одному и стройте график силы от удлинения Тяготение и спутникнайдите скорость, при которой снаряд не упадёт, — и увидите первую космическую Падение с сопротивлением воздухасбросьте шарик и парашютиста одновременно — и увидите, у кого скорость перестаёт расти Вес тела: лифт, невесомость, перегрузкаразгоните лифт вверх и посмотрите, что покажут весы под ногами Машина Атвудаменяйте массы грузов и смотрите, как ускорение и натяжение нити зависят от их разности Толкаем брусок: сила, трение и движениенаращивайте силу толчка и поймайте мгновение, когда брусок сорвётся с места Автомобиль на повороте и виражразгоните машину на повороте и найдите скорость, при которой её начнёт заносить Законы Кеплеравытяните орбиту и смотрите, как планета разгоняется у Солнца и заметает равные площади Двойная звезда и центр масссделайте одну звезду тяжелее и посмотрите, кто из них «стоит», а кто бегает

Где это проходят в школе

Материал этого номера разбирается в школьном курсе:

Посмотреть и посчитать

Модели

Наклонная плоскость Сила трения Второй закон Ньютона Закон Гука и жёсткость пружины

Серия: 0