πЕГЭ · ИИ-репетитор12 предметов · задания ФИПИ
Главная → Физика → Задания №22 → Задание ph22-11

Задание №22 ЕГЭ Физика: разбор и критерии

Ответ на это задание — развёрнутое решение. В тренажёре его проверяет ИИ по официальным критериям ФИПИ, а здесь есть эталонное решение из банка.

Условие

Груз массой M = 75 кг медленно поднимают с помощью рычага, приложив вертикальную силу F̄ (см. рис.). Рычаг, сделанный из однородного стержня массой m = 10 кг и длиной L = 4 м, шарнирно закреплен. Определите модуль силы F̄, если расстояние b от оси шарнира до точки подвеса груза равно 1,6 м. Считать, что трение в шарнире отсутствует.

Рисунок к заданию

Подсказки — как подойти к решению

  1. Примени правило моментов относительно шарнира: при равновесии сумма моментов сил, вращающих рычаг по часовой стрелке, равна сумме моментов сил, вращающих против часовой стрелки. Не забудь про момент силы тяжести самого стержня.
  2. Помни, что сила тяжести однородного стержня приложена к его середине, поэтому её плечо вдвое меньше длины стержня, а плечо вертикальной силы на конце равно всей длине. Груз поднимают медленно, значит, его вес равен силе тяжести.

Решение

1. Рассмотрим силы, действующие на рычаг (см. рис.).

Считая, что рычаг поднимает груз медленно и равномерно, примем, исходя из третьего и второго законов Ньютона, чтоP̄=M ḡ.

2. Рассмотрим равновесие рычага относительно оси вращения — шарнира О, указав плечи сил на рисунке. O: Mg · b + 1/2 mgL − FL = 0.

Отсюда:

F = Mg · b/L + 1/2 mg = 75 · 10 · 1,6/4 + 1/2 · 10 · 10 = 350 Н.

Ответ: F = 350 Н.

Критерии оценивания ФИПИ

Критерий (до 2 баллов)Балл
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: условие равновесия абсолютно твердого тела с закрепленной осью вращения); II) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); III) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины.—
2 Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но допущена ошибка в ответе или в математических преобразованиях или вычислениях. ИЛИ Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.—
1 Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла.—
0 Максимальный балл2

Типичные ошибки

Решить это задание в тренажёре

В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №22 по физике · Разбор темы №22 с нуля