Тема . Механика. Динамика и Статика

.13 Связанные тела

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. динамика и статика
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#85079

На гладком горизонтальном столе лежит доска массой M = 3 кг  и длиной L = 0,8 м  . На краю доски стоит маленький брусок массой m1 = 0,15 кг  . К бруску привязана длинная невесомая нерастяжимая нить, переброшенная через гладкую трубу, закрепленную на краю стола. К вертикальному концу нити подвешивают груз массой m2 = 0,05 кг  и отпускают его без толчка. Найдите время τ  , за которое брусок соскользнет с доски. Коэффициент трения скольжения бруска по доске μ = 0,25  ; ускорение свободного падения g = 10 м/с2  .
(«Курчатов», 2022, 11)

PIC

Источники: Курчатов, 2022, 11

Показать ответ и решение

PIC

Запишем второй закон Ньютона для бруска, груза и доски в неподвижной системе отсчёта, связанной со столом:

m1a = T − F,
m  a = m g− T,
  2     2
M a0 = F.

Здесь a  - ускорение бруска и груза, a0  - ускорение доски, T  - сила натяжение нити, F = μm1g  - сила трения скольжения, действующая между бруском и доской. Из этих уравнений находим ускорения:

a = m2 −-μm1-g, a =  μm1g-.
    m1 + m2      0    M

Ускорение бруска относительно доски равно:

 ′          M  m2 − μm1 (m1 + m2 + M )
a  = a− a0 =-------M-(m1-+-m2)-------.

Относительно доски брусок проходит расстояние L  . Из этого условия находим время τ  :

                           ∘ -----------------------------
    a′τ2            ∘ 2L-    2L        M  (m1 + m2 )
L = --2-   −→   τ =   a′-=   -g-⋅M-m--−-μm--(m--+m--+-M-)-= 1,8c
                                     2     1  1    2

(Официальное решение Курчатов)

Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Правильно записан второй закон Ньютона для бруска, груза и доски

3

Правильно найдены ускорения бруска и доски

2

Правильно рассмотрено относительное движение бруска и доски

2

Получено верное выражение для τ

2

Получен правильный численный ответ

1

Максимальный балл

10

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!