Физика ЕГЭ 2021 Демоверсия Решение задания 27
27. Лёгкая нить, привязанная к грузу массой m = 0,4 кг, перекинута через идеальный неподвижный блок. К правому концу нити приложена постоянная сила F. Левая часть нити вертикальна, а правая наклонена под углом α = ° 30 к горизонту (см. рисунок).
Постройте график зависимости модуля силы реакции стола N от F на отрезке 0 ≤ F ≤ 10 Н. Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Сделайте рисунок с указанием сил, приложенных к грузу.
1 |  |
Решение:
1. Если сила F достаточно мала, груз покоится относительно стола (эту систему отсчёта будем считать инерциальной). На груз при этом действуют сила тяжести mg , сила реакции со стороны стола N и сила натяжения нити T , показанные на рис. 1.
Запишем второй закон Ньютона для груза в проекциях на ось y введённой системы отсчёта:
Поскольку нить лёгкая, а блок идеальный, модуль силы натяжения нити во всех точках одинаков, поэтому T = F.
Отсюда получаем:
2. При F > mg =4 Н груз отрывается от стола и движется вдоль оси y с ускорением. На груз при этом действуют только сила тяжести mg и сила натяжения нити T′, показанные на рис. 2, а модуль силы реакции стола N = 0.
Таким образом:
3. График этой зависимости представляет собой ломаную линию
