На горизонтальном полу лежит ящик массой 270 кг. Его начинают тянуть по полу с постоянной скоростью 1 м/с при помощи горизонтального троса, который наматывается на вал электрической лебёдки. Электродвигатель лебёдки питается от источника постоянного напряжения с ЭДС 150 В и внутренним сопротивлением 1 Ом. Через обмотку электродвигателя, имеющую сопротивление 4 Ом, при этом протекает ток силой 12 А. Пренебрегая трением в механизме лебёдки, найдите коэффициент трения ящика о пол.
Так как груз движется с постоянной скоростью, то по второму закону Ньютона сила тяги электродвигателя должна быть уравновешена силой трения:
Для перемещения ящика со скоростью требуется мощность
Часть мощности источника расходуется на джоулево тепло, значит,
где — внутреннее сопротивление источника, — сопротивление обмотки электродвигателя.
Таким образом, получаем
Критерии оценивания выполнения задания
Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины
2
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, 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.
На горизонтальном полу лежит ящик массой 200 кг. Его начинают тянуть по полу с постоянной скоростью 1 м/с при помощи горизонтального троса, который наматывается на вал электрической лебёдки. Электродвигатель лебёдки питается от источника постоянного напряжения с ЭДС 110 В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом. Через обмотку электродвигателя, имеющую сопротивление 3,5 Ом, при этом протекает ток силой 10 А. Пренебрегая трением в механизме лебёдки, найдите коэффициент трения ящика о пол.
Так как груз движется с постоянной скоростью, то по второму закону Ньютона сила тяги электродвигателя должна быть уравновешена силой трения:
Для перемещения ящика со скоростью требуется мощность
Часть мощности источника расходуется на джоулево тепло, значит,
где — внутреннее сопротивление источника, — сопротивление обмотки электродвигателя.
Таким образом, получаем
Критерии оценивания выполнения задания
Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины
2
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, 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.
На горизонтальном полу стоит ящик массой 10 кг. Коэффициент трения между полом и ящиком равен 0,25. К ящику в горизонтальном направлении прикладывают силу 16 Н. Какова сила трения между ящиком и полом? Ответ выразите в ньютонах.
Определим, какую величину имеет сила трения скольжения:
Поскольку сила трения скольжения превосходит по величине силу с которой ящик толкают в горизонтальном направлении, ящик останется стоять на месте. Следовательно, согласно второму закону Ньютона, сила трения между ящиком и полом будет равняться по модулю силе
Правильный ответ 4)25 Но в вариантах стоит 4)16
В решении показано, что сила трения скольжения превосходит внешнюю силу, а значит, тело будет покоиться. В этом случае силу трения нельзя находить по формуле .
Нужно пользоваться вторым законом Ньютона, как это и сделано в решении.
в решении сила трения равна 25Н
правильный ответ 4 написано, а в 4 написано 16
Внимательно прочитайте решение и предыдущий комментарий. Силы в 16 Н недостаточно для того, чтобы сдвинуть ящик, он будет покоиться. Выпишем 2 закон Ньютона в проекции на горизонтальную ось. Ускорение тела равно нулю, в горизонтальном направлении действуют две силы: сила трения и внешняя сила 16 Н.
А как решать если Fтр. скол. будет меньше 16H?
Ну тогда Вы ее и нашли уже, раз у Вас есть что сравнивать с 16 Н. Идея в том, что надо сравнить два числа, величину силы трения скольжения () и «толкающую» силу. Если последняя больше, то тело скользит и сила трения — это сила трения скольжения, если же меньше, то тело покоится, и сила трения — это сила трения покоя, она равна «толкающей» силе.
А можете пожалуйста на цифрах объяснить, а то я совсем запуталась
Пусть все тоже, только масса ящика равна 2 кг. Тогда сила реакции равна . Максимально возможна сила трения покоя (или сила трения скольжения) тогда будет равна . Поскольку эта величина меньше, чем внешняя сила , заключаем, что силы трения покоя недостаточно, чтобы удерживать тело на месте, оно скользит, а сила трения равна этим самым 5 Н. Можно теперь даже посчитать ускорение:
.
А ответ будет 5H или 16H?
У ВАС ОШИБКА В РЕШЕНИИ НЕ ПО ВТОРОМУ ЗАКОНУ,А ПО ТРЕТЬЕМУ СИЛА ТРЕНИЯ РАВНА F
Нет, все верно. Третий закон Ньютона утверждает, что сила действия равна силе противодействия. Это силы одной природы, приложенные к разным телам (поэтому они, хоть и направлены в разные стороны, не компенсируют друг друга). Например, по этому закону сила трения со стороны пола на ящик и сила трения со стороны ящика на пол равны по величине и противоположны по направлению. Аналогично, кто-то тянет ящик с силой 16 Н в какую-то стороны, значит, по третьему закону, ящик тянет этого кого-то с такой же силой в обратном направлении.
Второй же закон Ньютона утверждает, что ускорение тела пропорционально равнодействующей всех сил: В данной задаче на тело действует две силы: внешняя сила и сила трения. Тело покоится (это тут долго обсуждалось), поэтому его ускорение равно нулю. Спроектируем второй закон Ньютона на горизонтальную ось: Следовательно, равенство сил, это следствие второго закона Ньютона.
Правило из статики, что тело покоится, если полная сила на него равна нулю, это просто частный случай второго закона Ньютона.
я так и не поняла,сначала вы сказали что ответ 6 Н а потом вы ответили
Яна Фирсова (Геленджик) 08.05.2012 16:06:
А ответ будет 5H или 16H?
Алексей Малышев (Санкт-Петербург):
так сколько будет то в ответе?
В процитированном Вами комментарии дается ответ для несколько другой задачи, когда тело имеет массу 2 кг. В этом случае оказывается, что тело скользит, а не покоится, поэтому и ответ получается иной. Прочитайте всю историю сообщений и, я думаю, Вы во всем разберетесь
Считаю формулировку задания не корректной,нам не сказано что ящик обязан сдвинуться при силе в 16Н
Так ящик и не сдвинется, силы в 16 Н недостаточно. Очень хорошая задача. Физика тем и хороша, что здесь нужно поразмышлять немного, а не просто в формулы подставлять
На горизонтальном полу стоит ящик массой 10 кг. Коэффициент трения между полом и ящиком равен 0,25. К ящику в горизонтальном направлении прикладывают силу 16 Н. Какова сила трения между ящиком и полом? Ответ выразите в ньютонах.
Определим, какую величину имеет сила трения скольжения:
Поскольку сила трения скольжения превосходит по величине силу с которой ящик толкают в горизонтальном направлении, ящик останется стоять на месте. Следовательно, согласно второму закону Ньютона, сила трения между ящиком и полом будет равняться по модулю силе
Правильный ответ 4)25 Но в вариантах стоит 4)16
В решении показано, что сила трения скольжения превосходит внешнюю силу, а значит, тело будет покоиться. В этом случае силу трения нельзя находить по формуле .
Нужно пользоваться вторым законом Ньютона, как это и сделано в решении.
в решении сила трения равна 25Н
правильный ответ 4 написано, а в 4 написано 16
Внимательно прочитайте решение и предыдущий комментарий. Силы в 16 Н недостаточно для того, чтобы сдвинуть ящик, он будет покоиться. Выпишем 2 закон Ньютона в проекции на горизонтальную ось. Ускорение тела равно нулю, в горизонтальном направлении действуют две силы: сила трения и внешняя сила 16 Н.
А как решать если Fтр. скол. будет меньше 16H?
Ну тогда Вы ее и нашли уже, раз у Вас есть что сравнивать с 16 Н. Идея в том, что надо сравнить два числа, величину силы трения скольжения () и «толкающую» силу. Если последняя больше, то тело скользит и сила трения — это сила трения скольжения, если же меньше, то тело покоится, и сила трения — это сила трения покоя, она равна «толкающей» силе.
А можете пожалуйста на цифрах объяснить, а то я совсем запуталась
Пусть все тоже, только масса ящика равна 2 кг. Тогда сила реакции равна . Максимально возможна сила трения покоя (или сила трения скольжения) тогда будет равна . Поскольку эта величина меньше, чем внешняя сила , заключаем, что силы трения покоя недостаточно, чтобы удерживать тело на месте, оно скользит, а сила трения равна этим самым 5 Н. Можно теперь даже посчитать ускорение:
.
А ответ будет 5H или 16H?
У ВАС ОШИБКА В РЕШЕНИИ НЕ ПО ВТОРОМУ ЗАКОНУ,А ПО ТРЕТЬЕМУ СИЛА ТРЕНИЯ РАВНА F
Нет, все верно. Третий закон Ньютона утверждает, что сила действия равна силе противодействия. Это силы одной природы, приложенные к разным телам (поэтому они, хоть и направлены в разные стороны, не компенсируют друг друга). Например, по этому закону сила трения со стороны пола на ящик и сила трения со стороны ящика на пол равны по величине и противоположны по направлению. Аналогично, кто-то тянет ящик с силой 16 Н в какую-то стороны, значит, по третьему закону, ящик тянет этого кого-то с такой же силой в обратном направлении.
Второй же закон Ньютона утверждает, что ускорение тела пропорционально равнодействующей всех сил: В данной задаче на тело действует две силы: внешняя сила и сила трения. Тело покоится (это тут долго обсуждалось), поэтому его ускорение равно нулю. Спроектируем второй закон Ньютона на горизонтальную ось: Следовательно, равенство сил, это следствие второго закона Ньютона.
Правило из статики, что тело покоится, если полная сила на него равна нулю, это просто частный случай второго закона Ньютона.
я так и не поняла,сначала вы сказали что ответ 6 Н а потом вы ответили
Яна Фирсова (Геленджик) 08.05.2012 16:06:
А ответ будет 5H или 16H?
Алексей Малышев (Санкт-Петербург):
так сколько будет то в ответе?
В процитированном Вами комментарии дается ответ для несколько другой задачи, когда тело имеет массу 2 кг. В этом случае оказывается, что тело скользит, а не покоится, поэтому и ответ получается иной. Прочитайте всю историю сообщений и, я думаю, Вы во всем разберетесь
Считаю формулировку задания не корректной,нам не сказано что ящик обязан сдвинуться при силе в 16Н
Так ящик и не сдвинется, силы в 16 Н недостаточно. Очень хорошая задача. Физика тем и хороша, что здесь нужно поразмышлять немного, а не просто в формулы подставлять
На брусок массой 5 кг, движущийся по горизонтальной поверхности, действует сила трения скольжения 20 Н. Чему будет равна сила трения скольжения после уменьшения массы тела в 2 раза, если коэффициент трения не изменится? (Ответ дайте в ньютонах.)
На брусок массой 5 кг, движущийся по горизонтальной поверхности, действует сила трения скольжения 20 Н. Чему будет равна сила трения скольжения, если коэффициент трения уменьшится в 2 раза при неизменной массе? (Ответ дайте в ньютонах.)
На брусок массой 5 кг, движущийся по горизонтальной поверхности, действует сила трения скольжения 20 Н. Чему будет равна сила трения скольжения, если коэффициент трения уменьшится в 4 раза при неизменной массе? (Ответ дайте в ньютонах.)
На брусок массой 5 кг, движущийся по горизонтальной поверхности, действует сила трения скольжения 20 Н. Чему будет равна сила трения скольжения, если, не изменяя коэффициент трения, уменьшить в 4 раза массу бруска? (Ответ дайте в ньютонах.)
На брусок массой 5 кг, движущийся по горизонтальной поверхности, действует сила трения скольжения 10 Н. Чему будет равна сила трения скольжения после уменьшения массы тела в 2 раза, если коэффициент трения не изменится? (Ответ дайте в ньютонах.)
Тело равномерно движется по плоскости. Сила давления тела на плоскость равна 20 Н, сила трения 5 Н. Чему равен коэффициент трения скольжения?
При движении по горизонтальной поверхности на тело массой 40 кг действует сила трения скольжения 10 Н. Какой станет сила трения скольжения после уменьшения массы тела в 5 раз, если коэффициент трения не изменится? (Ответ дайте в ньютонах.)
На брусок массой 5 кг, движущийся по горизонтальной поверхности, действует сила трения скольжения 10 Н. Чему будет равна сила трения скольжения после увеличения коэффициента трения в 4 раза при неизменной массе? (Ответ дайте в ньютонах.)
На брусок массой 5 кг, движущийся по горизонтальной поверхности, действует сила трения скольжения 10 Н. Чему будет равна сила трения скольжения, если массу бруска увеличить в 2 раза, не изменяя коэффициента трения? (Ответ дайте в ньютонах.)
На брусок массой 5 кг, движущийся по горизонтальной поверхности, действует сила трения скольжения 10 Н. Если, не изменяя коэффициента трения, увеличить в 4 раза массу бруска, чему будет равна сила трения скольжения? (Ответ дайте в ньютонах.)
На брусок массой 5 кг, движущийся по горизонтальной поверхности, действует сила трения скольжения 20 Н.
Если, не изменяя коэффициента трения, уменьшить в 4 раза силу давления бруска на поверхность, чему будет равна сила трения скольжения? (Ответ дайте в ньютонах.)
На брусок массой 5 кг, движущийся по горизонтальной поверхности, действует сила трения скольжения 10 Н.
Если, не изменяя коэффициента трения, увеличить в 2 раза силу давления бруска на плоскость, чему будет равна сила трения скольжения? (Ответ дайте в ньютонах.)
На горизонтальном полу стоит ящик массой 10 кг. Коэффициент трения между полом и ящиком равен 0,25. К ящику в горизонтальном направлении прикладывают силу 16 Н. Какова сила трения между ящиком и полом? Ответ выразите в ньютонах.
Два спортсмена разной массы на одинаковых автомобилях, движущихся со скоростью и стали тормозить, заблокировав колеса. Каково отношение тормозных путей их автомобилей при одинаковом коэффициенте трения колес о землю?
требуется мощность
— внутреннее сопротивление источника, 
— сопротивление обмотки электродвигателя.
с которой ящик толкают в горизонтальном направлении, ящик останется стоять на месте. Следовательно, согласно второму закону Ньютона, сила трения между ящиком и полом будет равняться по модулю силе 
.
) и «толкающую» силу. Если последняя больше, то тело скользит и сила трения — это сила трения скольжения, если же меньше, то тело покоится, и сила трения — это сила трения покоя, она равна «толкающей» силе.
. Максимально возможна сила трения покоя (или сила трения скольжения) тогда будет равна 
. Поскольку эта величина меньше, чем внешняя сила 
, заключаем, что силы трения покоя недостаточно, чтобы удерживать тело на месте, оно скользит, а сила трения равна этим самым 5 Н. Можно теперь даже посчитать ускорение:
.
В данной задаче на тело действует две силы: внешняя сила и сила трения. Тело покоится (это тут долго обсуждалось), поэтому его ускорение равно нулю. Спроектируем второй закон Ньютона на горизонтальную ось: 
Следовательно, равенство сил, это следствие второго закона Ньютона.
и 
стали тормозить, заблокировав колеса. Каково отношение 
тормозных путей их автомобилей при одинаковом коэффициенте трения колес о землю?