НОФ 2022, III кръг (национален), 9. клас — Задача 2. Сили на опън

Национална олимпиада по физика 2022, национален кръг, тема за III състезателна група (9. клас) · 1 април 2022 г. · 10 т.

Условие

Две дървени трупчета, съответно с маси m1m_1 и m2m_2, се намират върху гладка хоризонтална равнина и са свързани с нишка (фиг. 2). На трупчето с маса m1m_1 действа сила F1F_1, насочена надясно, а на трупчето с маса m2m_2 – сила F2F_2, насочена наляво. Ако приемете, че силите F1F_1 и F2F_2 са постоянни, намерете:

Две трупчета върху хоризонтална повърхност, свързани с нишка; на дясното (m1) действа сила F1 надясно, на лявото (m2) — сила F2 наляво.

А) ускоренията a1a_1 и a2a_2 на трупчетата 1 и 2 съответно; [2 т.]

Б) силата TT на опън на нишката. [2 т.]

В) В стоманена пръчка с маса MM и дължина LL има малка пукнатина, намираща се на разстояние ll от единият ѝ край (пунктираната линия на фиг. 2а). Към двата края на пръчката са приложени две сили с противоложна посока, които се изменят с времето tt съответно по закона F1=btF_1 = bt и F2=2btF_2 = 2bt (bb е коефициент на пропорционалност). Пръчката се чупи (разкъсва) на мястото на пукнатината при сила на опън TT. Намерете след колко време tt пръчката ще се счупи (разкъса).

Хоризонтална пръчка с маса M и дължина L, с пунктирана линия на разстояние l от левия край; в двата ѝ края действат противоположно насочени сили F2 (наляво) и F1 (надясно).

[6 т.]

Отговори

Решение

Теми и трудност

Трудност: неоценена.

Механика · Закони на Нютон · Връзки и свързани тела

Предпоставки: Прогимназиална подготовка, Разширена олимпиадна подготовка


Оригинал в Архива: NOF3_2022_9problems.pdf · официални решения: NOF3_2022_9solutions.pdf