Задание №3 ЕГЭ Физика с ответом и решением
Ответ: -40
Условие
Тело массой 2 кг под действием силы F перемещается вверх по наклонной плоскости на расстояние 5 м, расстояние тела от поверхности Земли при этом увеличивается на 3 м. Вектор силы F направлен параллельно наклонной плоскости, модуль силы F равен 30 Н. Какую работу при этом перемещении в системе отсчета, связанной с наклонной плоскостью, совершила сила трения? (Ответ дайте в джоулях.) Ускорение свободного падения 10 м/с², коэффициент трения μ = 0,5.
Подсказки — как подойти к решению
- Сила трения скольжения направлена противоположно перемещению тела, поэтому её работа отрицательна: не забудь про знак минус в ответе.
- Модуль силы трения равен μN, а на наклонной плоскости N = mg·cos α. Найди cos α из прямоугольного треугольника со сторонами 3, 4 и 5.
Решение
Работа силы определяется как скалярное произведение вектора силы и вектора перемещения тела. Сила трения связана с силой реакции опоры и коэффициентом трения соотношением F_тр = μ N. Согласно второму закону Ньютона, N = mg cos α, где α — угол наклона плоскости. Следовательно, сила трения при подъеме тела вверх по наклонной плоскости совершила работу: A_тр = F̄_тр · Δ r̄ = − F_трl = − μ mg cos α · l = − 0,5 · 2 кг · 10 м/с² · 4/5 · 5 м = − 40 Дж. A_тр = F̄_тр · Δ r̄ = − F_трl = − μ mg cos α · l = − 0,5 · 2 кг · 10 м/с² · 4/5 · 5 м = − 40 Дж. Ответ: − 40.
Типичные ошибки
- Забыли множитель cos α в выражении для силы реакции опоры: N = mg·cos α, а не mg. Знак минус поставлен верно, но модуль силы трения получился больше реального.
В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №3 по физике · Разбор темы №3 с нуля