Присоединиться

Физика·Механика (расчетная задача высокого уровня с обоснованием)·11 класс

Трением доски по опоре и трением в шарнире пренебречь.Какие законы Вы

Условие

Рисунок к задаче

Однородный тонкий стержень массой m = 1 кг одним концом шарнирно прикреплен к потолку, а другим концом опирается на массивную горизонтальную доску, образуя с ней угол α = 30°. Под действием горизонтальной силы \vecF\vecF доска движется поступательно влево с постоянной скоростью (см. рис.). Стержень при этом неподвижен. Найдите F, если коэффициент трения стержня по доске μ = 0,2. Трением доски по опоре и трением в шарнире пренебречь.Какие законы Вы используете для описания равновесия системы тел? Обоснуйте их применение к данному случаю. Критерии оценивания выполнения задания | Баллы | Критерий 1 | Верно обоснована возможность использования законов (закономерностей) | 1 | В обосновании возможности использования законов (закономерностей) допущена ошибка.ИЛИОбоснование отсутствует | 0 | Критерий 2 | 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 и третий законы Ньютона, выражение для силы трения скольжения, условие равновесия твердого тела); II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений величин, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3 | Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).И (ИЛИ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математическихпреобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 2 | 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 с их использованием, направленных на решение задачи.ИЛИ 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.ИЛИ 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 | 1 | Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0 | Максимальный балл | 4 |

Ответ

@@M13@@

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Решение. Обоснование. Систему отсчета, связанную с Землей, будем считать инерциальной. Движение доски поступательное. Следовательно, ее можно принять за материальную точку. В инерциальной системе отсчета для доски, движущейся равномерно, применим второй закон Ньютона. Модуль силы трения \vecFтр1,\vecF_тр1, действующей на доску, равен модулю силы трения \vecFтр2,\vecF_тр2, действующей на стержень по третьему закону Ньютона. Кроме силы трения на стержень действуют сила реакции опоры, сила реакции шарнира, сила тяжести. Стержень будем считать абсолютно твердым телом (формы и размеры тела неизменны, расстояние между любыми двумя его точками остается неизменным). В инерциальной системе отсчета применимо правило моментов для вращающегося тела. Ось, относительно которой будем рассматривать сумму моментов сил, проведем перпендикулярно плоскости чертежа через точку крепления стержня. Перейдем к решению. [рисунок]

Осталось ещё 5 шагов — откроются после входа:

  • Шаг 2
  • Шаг 3
  • Шаг 4
  • Шаг 5
  • Шаг 6
Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Механика (расчетная задача высокого уровня с обоснованием)»