Равнодействующая сил егэ физика - Exhelper.top

Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий

Версия для печати и копирования в MS Word

Скорость автомобиля массой 1000 кг, движущегося вдоль оси Ox, изменяется со временем в соответствии с графиком (см. рис.). Систему отсчета считать инерциальной. Чему равна равнодействующая всех сил, действующих на автомобиль? (Ответ дайте в ньютонах.)

На тело, находящееся на горизонтальной плоскости, действуют три горизонтальные силы (см. рис., вид сверху). Каков модуль равнодействующей этих сил, если (Ответ дайте в ньютонах и округлите до десятых.)

Две силы 3 H и 4 H приложены к одной точке тела, угол между векторами сил равен 90°. Чему равен модуль равнодействующей сил? (Ответ дайте в ньютонах.)

Под действием одной силы F₁ тело движется с ускорением 4 м/с². Под действием другой силы F₂, направленной противоположно силе F₁, ускорение тела равно 3 м/с². С каким ускорением тело будет двигаться при одновременном действии сил F₁ и F₂? Ответ дайте в метрах на секунду в квадрате.

Тело подвешено на двух нитях и находится в равновесии. Угол между нитями равен 90°, а силы натяжения нитей равны 3 H и 4 H. Чему равна сила тяжести, действующая на тело? (Ответ дайте в ньютонах.)

Пройти тестирование по этим заданиям

Источник

ЕГЭ11
ФИЗИКА Задание №2 Второй закон Ньютона. Равнодействующая сил.

№1На полу
лифта, разгоняющегося вверх с постоянным ускорением 1м/с2 лежит груз
массой 5 кг. Каков вес этого груза? Ответ выразите в ньютонах.

№2 Четыре одинаковых кирпича массой 3 кг
каждый сложены в стопку (см. рисунок). На сколько увеличится сила N действующая со стороны горизонтальной опоры на 1-й
кирпич, если сверху положить ещё один такой же кирпич? Ответ выразите в
ньютонах.

№3Материальная точка массой 2 кг движется
вдоль горизонтальной оси Ox под действием горизонтальной
силы F. В начальный момент времени тело покоилось. График
зависимости силы F от времени t изображён на
рисунке. Чему равен импульс материальной точки в конце второй секунды? (Ответ
дайте в кг·м/с.)

№4Тело массой 2 кг движется вдоль оси Ox.
На рисунке представлен график зависимости проекции скорости υx этого тела от
времени t. Чему равен модуль проекции силы F_x,
действующей на это тело в течение первой секунды? (Ответ дайте в ньютонах.)

№5Точечное тело движется по гладкой
горизонтальной поверхности под действием постоянной горизонтальной силы,
направленной вдоль оси Ox. Известно, что проекция импульса этого
тела на указанную ось изменяется со временем по закону: Чему равен модуль силы, действующей на это тело? (Ответ дайте в ньютонах.)

№6Точечное тело массой 0,5 кг свободно
движется по гладкой горизонтальной плоскости параллельно оси Ox со
скоростью V = 4 м/с (см. рисунок, вид сверху). В момент
времени t = 0, когда тело находилось в точке A, на
него начинает действовать сила F модуль
которой равен 1 Н. Чему равна координата этого тела по оси Ох в
момент времени t = 4 с? (Ответ дайте в метрах.)

№7

№8
Лифт массой 800 кг, закрепленный на
тросе, поднимается вертикально вверх. На рисунке изображен график зависимости
модуля скорости лифта v от
времени t Чему равна сила натяжения троса? Ответ
выразите в ньютонах. Ускорение свободного падения примите равным 10 м/с².

№9 На тело, находящееся на горизонтальной
плоскости, действуют три горизонтальные силы (см. рисунок, вид сверху). Каков
модуль равнодействующей этих сил, если F1=1H (Ответ дайте в ньютонах и округлите до
десятых.)

№10Под действием одной силы F₁ тело
движется с ускорением 4 м/с². Под действием другой силы F₂,
направленной противоположно силе F₁, ускорение тела
равно 3 м/с². С каким ускорением тело будет двигаться при
одновременном действии сил F₁ и F₂?
(Ответ дайте в метрах в секундах в квадрате.)

№11На рисунке представлены три вектора сил, лежащих
в одной плоскости и приложенных к одной точке. Масштаб
рисунка таков, что сторона одного квадрата сетки соответствует модулю силы
1 H. Определите модуль вектора равнодействующей трех векторов сил. (Ответ
дайте в ньютонах.)

№12Тело массой 6 кг движется вдоль оси Ox.
В таблицу приведена зависимость проекции

скорости v_x этого тела
от времени t. Считая равнодействующую всех сил, приложенных к телу,
постоянной, определите, чему равна проекция этой равнодействующей на ось Ox.
(Ответ дайте в ньютонах.)

№13Тележка массой 0,1 кг удерживается на наклонной плоскости с
помощью нити (см. рисунок).

Чему равна сила натяжения нити? (Ответ дайте в
ньютонах.)

№14 К бруску массой m₁ = 5 кг,
находящемуся на закреплённой наклонной шероховатой плоскости, приложена
сила F = 10 Н, направленная вдоль плоскости, как показано
на рисунке. При этом брусок движется вверх с ускорением. На какую величину
изменится ускорение бруска, если, не изменяя модуля и направления силы заменить
брусок на другой — из того же материала, но массой m₂ = 0,4 m₁? Ответ выразите в м/с².

Ответы:

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
55	2	30	1	8	4	17	5	7840	500
11	12	13	14
3,2	5	1	10

Источник

Во втором задании ЕГЭ по физике необходимо решить задачу на законы ньютона или связанную с действием сил. Ниже мы приводим теорию с формулами, которые необходимы для успешного решения задач по этой тематике.

Задание EF17569

Две звезды одинаковой массы m притягиваются друг к другу с силами, равными по модулю F. Чему равен модуль сил притяжения между другими двумя звёздами, если расстояние между их центрами такое же, как и в первом случае, а массы звёзд равны 3m и 4m?

а) 7F

б) 9F

в) 12F

г) 16F

Алгоритм решения

1.Записать закон всемирного тяготения.

2.Применить закон всемирного тяготения для первой и второй пары звезд.

3.Из каждого выражения выразить расстояние между звездами.

4.Приравнять правые части уравнений и вычислить силу притяжения между второй парой звезд.

Решение

Закон всемирного тяготения выглядит так:

Примерим этот закон для первой и второй пары звезд:

Выразим квадраты радиусов, так как они в обоих случаях одинаковые:

Приравняем правые части выражений и выразим силу притяжения во втором случае:

Ответ: в

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF18738

Человек массой 80 кг с сумкой весом 100 Н стоит неподвижно на полу. Сила давления подошв его ботинок на пол равномерно распределена по площади 600 см². Какое давление человек оказывает на пол?

Алгоритм решения

1.Записать исходные данные и перевести единицы измерения величин в СИ.

2.Выполнить решение в общем виде.

3.Вычислить искомую величину, подставив исходные данные.

Решение

Запишем исходные данные:

• Масса человека: m = 80 кг.

• Вес сумки, которую держит человек: P_c = 100 Н.

• Площадь соприкосновения подошвы ботинок с полом: S = 600 кв. см.

600 кв. см = 600/10000 кв. м = 0,06 кв. м

Давление — это отношение силы к площади, на которую она действует. В данном случае на площадь действует сила, равная сумме силы тяжести человека и веса сумки:

F = mg + P_c

Поэтому давление, оказываемое человеком с сумкой на пол, равно:

P=mg+PCS=80·10+1000,06=15000 (Па)

Ответ: 15000

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF19052

Кирпич массой 4 кг лежит на горизонтальной кладке стены, покрытой раствором, оказывая на неё давление 1250 Па. Какова площадь грани, на которой лежит кирпич? Ответ запишите в квадратных сантиметрах.

Алгоритм решения

1.Записать исходные данные.

2.Выполнить решение в общем виде.

3.Вычислить искомую величину, подставив исходные данные.

Решение

Запишем исходные данные:

• Масса кирпича: m = 4 кг.

• Давление, оказываемое кирпичом на раствор: P = 1250 Па.

Площадь можно выразить из формулы давления твердого тела. Она будет равна:

S=FP

В данном случае под силой будет подразумеваться сила тяжести кирпича. Поэтому:

S=mgP=4·101250=0,032 (м2)=320 (см2)

Ответ: 320

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF17624

Подъёмный кран поднимает груз с постоянным ускорением. На груз со стороны каната действует сила, равная по величине 8⋅10³H. На канат со стороны груза действует сила, которая:

а) 8∙10³ Н

б) меньше 8∙10³ Н

в) больше 8∙10³ Н

г) равна силе тяжести, действующей на груз

Алгоритм решения

1.Сформулировать третий закон Ньютона.

2.Применить закон Ньютона к канату и грузу.

3.На основании закона сделать вывод и определить силу, которая действует на канат со стороны груза.

Решение

Третий закон Ньютона формулируется так:

«Силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по модулям и направлены по одной прямой в противоположные стороны».

Математически он записывается так:

F_A = –F_B

Если на груз со стороны каната действует некоторая сила, то и груз действует на канат с этой силой, которая называется весом этого груза, или силой натяжения нити. Следовательно, груз действует на канат с силой 8∙10³ Н.

Ответ: а

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF22586

Мальчик медленно поднимает гирю, действуя на неё с силой 100 Н. Гиря действует на руку мальчика с силой:

а) больше 100 Н, направленной вниз

б) меньше 100 Н, направленной вверх

в) 100 Н, направленной вниз

г) 100 Н, направленной вверх

Алгоритм решения

1.Записать исходные данные.

2.Сделать чертеж, иллюстрирующий ситуацию.

3.Записать второй закон Ньютона в векторной форме.

4.Записать второй закон Ньютона в виде проекций.

5.Вычислить силу, с которой гиря действует на руку мальчика.

Решение

Запишем исходные данные: мальчик поднимает гирю вверх с силой F = 100 Н.

Сделаем рисунок. В данном случае рука мальчика выступает в роли подвеса. Так как мальчик поднимает гирю медленно, можно считать, что он поднимает ее равномерно (равнодействующая всех сил равна нулю). Выберем систему координат, направление оси которой совпадает с направлением движения руки и гири.

На руку (подвес) действуют только две силы. Поэтому второй закон Ньютона выглядит следующим образом:

P + T = 0

Запишем этот же закон в проекции на ось ОУ:

–P + T = 0

Отсюда:

P = T

Следовательно, на руку мальчика действует вес гири, который по модулю равен силе, с которой мальчик действует на эту гирю.

Внимание! Существует второй способ решения задачи через третий закон Ньютона. Согласно ему, тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю, но противоположными по направлению.

Ответ: в

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF17555

Груз массой 4 кг подвешен к укреплённому в лифте динамометру. Лифт начинает спускаться с верхнего этажа с постоянным ускорением. Показания динамометра при этом равны 36 Н. Чему равно и куда направлено ускорение лифта?

а) 1 м/с², вниз

б) 1 м/с², вверх

в) 9 м/с², вниз

г) 9 м/с², вверх

Алгоритм решения

1.Записать исходные данные.

2.Сделать чертеж с указанием известных сил, действующих на груз, их направлений и выбором системы координат.

3.Определить, какая сила действует на тело.

4.Записать второй закон Ньютона в векторной форме.

5.Записать второй закон Ньютона в виде проекций на оси.

6.Выразить из формулы проекцию ускорения лифта и рассчитать ее.

7.По знаку проекции ускорения лифта определить, в какую сторону оно направлено.

Решение

Запишем исходные данные:

• Масса груза равна: m = 4 кг.

• Показания динамометра во время спуска: F = 36 Н.

Сделаем чертеж:

Направление силы, действующей на тело, обратно силе, которую оказывает тело на подвес в виде динамометра. Поэтому сила F равна по модулю весу тела во время спуска, но направлена противоположно ему (вверх). Направление ускорения лифта пока остается неизвестным.

Второй закон Ньютона в векторной форме:

F + mg = ma

Второй закон Ньютона в виде проекции сил на ось ОУ:

F – mg = ma

Выразим отсюда ускорение лифта и вычислим его, подставив известные данные:

Перед проекцией ускорения стоит знак «–». Это значит, что оно направлено противопроложно оси ОУ (т.е. вниз).

Ответ: а

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF17589

Система отсчёта, связанная с Землёй, считается инерциальной. В этом случае систему отсчёта, связанную с самолётом, можно считать инерциальной, если самолёт движется:

а) равномерно и прямолинейно, набирая высоту

б) с постоянным ускорением по горизонтали

в) равномерно, выполняя поворот

г) по взлетной полосе при взлете

Алгоритм решения

Сформулировать первый закон Ньютона об инерциальных системах отсчета.
На основании закона сделать вывод, при каких условиях система отсчета, связанная с самолетом, может считаться инерциальной.
Проанализировать все 4 ситуации, приведенные в вариантах ответа.
Выбрать тот вариант, который описывает ситуацию, не противоречащую условию, выведенному в шаге 2.

Решение

Первый закон Ньютона формулируется так:

«Существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, относительно которых тела движутся равномерно и прямолинейно или находятся в состоянии покоя, если на них не действуют другие тела или их действие компенсировано».

Чтобы система отсчета, связанная с самолетом, была инерциальной, она должна быть неподвижной или двигаться относительно Земли — инерциальной системы отсчета — равномерно и прямолинейно.

Когда самолет движется равномерно и прямолинейно, набирая высоту, самолет движется с собственным ускорением, которое компенсируется ускорением свободного падения. И это единственный верный ответ, так как:

Самолет, двигаясь с постоянным ускорением по горизонтали, движется неравномерно, что противоречит условию.
Самолет, двигаясь равномерно во время поворота, движется непрямолинейно (с центростремительным ускорением).
Самолет, двигаясь по взлетной полосе при взлете, движется прямолинейно, но неравномерно, так как он разгоняется из состояния покоя.

Ответ: а

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF17484

Тело массой m скользит по шероховатой наклонной опоре с углом α к горизонту (см. рисунок). На него действуют 3 силы: сила тяжести mg, сила упругости опоры N и сила трения F_тр. Если скорость тела не меняется, то модуль равнодействующей сил F_тр и mg равен:

а) N cosα

б) N

в) N sinα

г) mg + F_тр

Алгоритм решения

Запись второго закона Ньютона в векторном виде.
Вывод формулы равнодействующей силы трения и силы тяжести.
Нахождение модуля равнодействующей силы трения и силы тяжести.

Решение

Записываем второй закон Ньютона в векторном виде с учетом того, сто скорость тела не меняется (ускорение равно 0):

N + mg + F_тр = 0

Отсюда равнодействующая силы трения и силы тяжести равна:

mg + F_тр = –N

Следовательно, равнодействующая силы трения и силы тяжести направлена противоположно силе реакции опоры, но равна ей по модулю. Отсюда:

|mg + F_тр| = N

Ответ: б

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF18489

Кубик массой 1 кг покоится на гладком горизонтальном столе, сжатый с боков пружинами (см. рисунок). Первая пружина сжата на 4 см, а вторая сжата на 3 см. Жёсткость второй пружины k₂= 600 Н/м. Чему равна жёсткость первой пружины k₁?

Алгоритм решения

Записать исходные данные.
Записать закон Гука.
Применить закон Гука к обеим пружинам.
Применить третий закон Ньютона.
Выразить жесткость первой пружины.
Вычислить искомую величину.

Решение

Запишем исходные данные:

Сжатие первой пружины x₁ — 4 см.
Сжатие второй пружины x₂ — 3 см.
Жесткость второй пружины k₂ — 600 Н/м.

Запишем закон Гука:

F_упр = kx

Применим этот закон к обеим пружинам:

F_упр1 = k₁x₁

F_упр2 = k₂x₂

Силы упругости обеих пружин уравновешены, так как тело между ними покоится. Согласно третьему закону Ньютона:

F_упр1 = F_упр2

Отсюда:

k₁x₁ = k₂x₂

Выразим отсюда жесткость первой пружины:

Подставим известные данные и вычислим:

Внимание! В данном случае переводить единицы измерения в СИ не нужно. Отношение длин постоянно независимо от выбранной единицы измерения.

Ответ: 450

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF18548

На тело действуют две силы: F₁ и F₂. По силе F₁ и равнодействующей двух сил F = F₁+ F₂ найдите модуль второй силы (см. рисунок).

Алгоритм решения

Изобразить на рисунке второй вектор с учетом правил сложения векторов.
Записать геометрическую формулу для расчета модуля вектора по его проекциям.
Выбрать систему координат и построить проекции второй силы на оси ОХ и ОУ.
По рисунку определить проекции второй силы на оси.
Используя полученные данные, применить формулу для расчета вектора по его проекциям.

Решение

Построим вектор второй силы. Его начало должно совпадать с концом вектора первой силы, а его конец — с концов равнодействующей этих сил. Этот вывод следует из сложения векторов правилом треугольника.

Модуль вектора равен корню из суммы квадратов его проекций на оси ОХ и ОУ:

Выберем систему координат и построим проекции второй силы на оси ОХ и ОУ:

Согласно рисунку, проекция второй силы на ось ОХ равна: x = 4 (Н). Ее проекция на ось ОУ равна: y = 3 (Н).

Подставим известные данные в формулу и вычислим модуль вектора второй силы:

Ответ: 5

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF17520

Две упругие пружины растягиваются силами одной и той же величины F. Удлинение второй пружины Δl₂ в 2 раза меньше, чем удлинение первой пружины Δl₁. Жёсткость первой пружины равна k₁, а жёсткость второй k₂ равна…

а) 0,25k₁

б) 2k₁

в) 0,5k₁

г) 4k₁

Алгоритм решения

Записать исходные данные.
Записать закон Гука.
Применить закон Гука к обеим пружинам.
Выразить величину жесткости второй пружины.

Решение

Записываем исходные данные:

Первая и вторая пружины растягиваются под действием одной и той же силы. Поэтому: F₁ = F₂ = F.
Удлинение первой пружины равно: Δl₁ = 2l.
Удлинение второй пружины вдвое меньше удлинения первой. Поэтому: Δl₂ = l.

Закон Гука выглядит следующим образом:

F = k Δl

Применим закон Гука для обеих пружин:

F₁ = k₁ Δl₁

F₂ = k₂ Δl₂

Так как первая и вторая силы равны, можем приравнять правые части выражений. Получим:

k₁ Δl₁ = k₂ Δl₂

Перепишем выражение с учетом значения удлинений первой и второй пружин:

k₁ 2l = k₂ l

«l» в левой и правой частях выражения взаимоуничтожаются, отсюда жесткость второй пружины равна:

k₂ = 2k₁

Ответ: б

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Источник

Что такое равнодействующая сила на ЕГЭ по физике? Хотите подготовиться к предстоящему экзамену и не накосячить в простейших задачах – смотрите наши обучающие видеоуроки по физике и записывайтесь на пробный урок, чтобы начать комплексную подготовку.

Равнодействующая сила на ЕГЭ: разбор теории

Если мы находимся в инерциальной системе отсчета (ИСО) все силы парные. Фактически это следствие из 3 закона Ньютона, который говорит нам, что если система не испытывает ускорения, то любая из сил, компенсируется другой силой, равной по величине и противоположной по направлению.

Почему это важно? Это нам пригодится при расставлении сил в задачах по механике. На простейшем примере эксперт ЕГЭ по физике учебного центра Годограф наглядно продемонстрирует, как использовать теорию о равнодействующей сил.

Задания на равнодействующую силу ЕГЭ по физике 2023 года

Перед вами пример задачи из ЕГЭ по физике в инерциальной системе отсчета СО. Преподаватель объясняет основные понятия, рисует схему и показывает, как использовать третий закон Ньютона при решении. Достаточно легко понять, какие силы действуют на предмет, когда перед глазами такой подробный разбор.

Поняв материал о равнодействующих силах, на ЕГЭ вы сможете без проблем использовать этот навык в задачах по механике и динамике. Остальные вопросы эксперт ЕГЭ по физике рассматривает в других обучающих видео – смотрите их на нашем канале.

Рассылка с лучшими статьями. Раз в неделю для самых занятных

Для тех, кто ценит свое время. Выбирайте интересную вам тему и подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить. Это бесплатно!

Источник

Предлагаем вам продолжить подготовку к ЕГЭ по физике и порешать задачи вместе с нами. Сегодня рассмотрим задание №2 из ЕГЭ прошлых лет.

Задача № 1

Скорость автомобиля массой 1000 кг, движущегося вдоль оси Ox, изменяется со временем в соответствии с графиком (Рис. 1). Систему отсчета считать инерциальной. Чему равна равнодействующая всех сил, действующих на автомобиль? Ответ дайте в ньютонах.

Рис. 1

Решение

Известно, что, согласно второму закону Ньютона, равнодействующая всех сил, действующих на тело, связана с ускорением и массой тела соотношением:

F = ma

Ускорение при равноускоренном движении можно определить по формуле:

a =

Из графика (Рис. 1) видно, что ускорение удобно определить при:

t₁ = 8 с, когда V₁ = 4 м/с

t₀ = 0 с, когда V₁ = 0 м/с

Подставим в формулу числовые значения и найдем «а»:

a = = 0,5 м/с

Тогда, равнодействующая всех сил будет равна:

F = 1000 · 0,5 = 500 Н

Ответ: 500.

Задача № 2

На тело, находящееся на горизонтальной плоскости, действуют три горизонтальные силы (Рис. 2), вид сверху. Каков модуль равнодействующей этих сил, если F₁ = 1 Н? Ответ дайте в ньютонах и округлите до десятых.