НОФ 2011, III кръг (национален), 8. клас — Задача 2. Движение и сили
XLIII Национална олимпиада по физика 2011, национален кръг, тема за 8. клас · 30 април 2011 г. · 10 т.
Условие
Част 1. (4 т.)
Трупче с маса започва да се движи по хоризонтална равнина под действие на постоянна сила , насочена хоризонтално. В даден момент силата престава да действа. Графиката на скоростта на трупчето е показана на фиг. 3.

Определете:
а) коефициента на триене между трупчето и равнината;
б) големината на силата .
Част 2. (6 т.)
Върху гладка хоризонтална равнина е поставена дъска с дължина и маса . Върху предния край на дъската е поставено метално кубче с маса . Системата е в покой. В даден момент на дъската започва да действа постоянна хоризонтална сила (фиг. 4).

Определете големината на силата , ако след време трупчето пада от задния край на дъската.
Размерите на кубчето не се отчитат. Триенето между равнината и дъската се пренебрегва. Коефициентът на триене между дъската и кубчето е .
Решение
Част 1.
а) От графиката определяме, че след като силата престане да действа, тялото се движи равнозакъснително с ускорение
[0,5 точки]
Това движение се извършва под действие на силата на триене
[0,5 точки]
Записваме уравнението на втория принцип на механиката за движението на тялото
и определяме коефициента на триене
[1 точка]
б) От графиката определяме, че отначало тялото се движи равноускорително с ускорение
[0,5 точки]
Записваме уравнението на втория принцип на механиката за движението на тялото
[0,5 точки]
и определяме силата :
[1 точка]
Част 2.
От условието на задачата става ясно, че кубчето се хлъзга по повърхността на дъската. Съгласно третия принцип на механиката двете тела взаимодействат с равни по големина и противоположни по посока сили на триене , чиито посоки са показани на фигурата. [1 точка]
[1 точка]

Ускоренията на двете тела определяме от съответните уравнения на втория принцип на механиката:
[0,5 точки]
[0,5 точки]
Двете тела се движат равноускорително без начална скорост и за време изминават пътища
[0,5 точки]
[0,5 точки]
Разликата в двата пътя е равна на дължината на пръчката:
[1 точка]
Заместваме ускоренията и и определяме големината на силата
[1 точка]
Стойности на физични величини и константи,
които можете да използвате при решаването на задачите
| величина | стойност |
|---|---|
| земно ускорение | |
| плътност на водата | |
| плътност на бензина | |
| специфичен топлинен капацитет на алуминия |
Оригинал в Архива: NOF3_2011_8problems.pdf · официални решения: NOF3_2011_8solutions.pdf