НПСФ 2023, 8. клас — Задача 2. Променлива сила

Национално пролетно състезание по физика 2023, Варна — тема за втора състезателна група (8. клас) · 4 март 2023 г. · 10 т.

Условие

Дълга дъска с маса MM лежи върху гладка хоризонтална маса. Върху дъската е поставено дървено трупче с маса mm. Коефициентът на триене между трупчето и дъската е kk. Върху трупчето е приложена хоризонтална сила FF, която е пропорционална на времето по закона F=α.tF = \alpha.t, където α\alpha – коефициент на пропорционалност, tt – време.

На графиката е показано как зависят от времето tt ускорението на трупчето a1a_1 и на дъската a2a_2.

Малко трупче в левия край на щрихована дъска върху хоризонтална повърхност, със стрелка F, насочена надясно.
Обща наклонена права от началото до точка X, след която a1 продължава по-стръмно нагоре, а a2 остава постоянна хоризонтална права.

А) Направете чертеж и отбележете силите, действащи върху трупчето и дъската [0,5 т.]

Б) Обяснете защо до определен момент t0t_0 дъската и трупчето имат едно и също ускорение (a1=a2a_1 = a_2). Намерете големината на теглителната сила F0F_0 в момента t0t_0 [3 т.]

В) Намерете как зависят от времето tt ускоренията на дъската a1a_1 и трупчето a2a_2 до момента t0t_0 [2,5 т.]

Г) Намерете как зависят от времето tt ускоренията на дъската a1a_1 и трупчето a2a_2 след момента t0t_0 [3 т.]

Д) намерете координатите на точка X (вж графиката) [1 т.]

Отговори

Решение

Теми и трудност

Трудност: неоценена.

Механика · Закони на Нютон · Триене

Предпоставки: Прогимназиална подготовка, Разширена олимпиадна подготовка


Оригинал в Архива: proletni_2023_8problems.pdf · официални решения: proletni_2023_8solutions.pdf