Задачи › Сила трения: покой и проскальзывание

Тело на поверхности в переменном поле

  1. Тело на поверхности в переменном поле

    «Надежда энергетики» 2018/19, 10 кл.
    5/10

    Небольшое тело массой \(1\) г и зарядом \(0{,}5\) мкКл покоится на горизонтальной непроводящей поверхности в однородном электрическом поле, силовые линии которого горизонтальны. Зависимость модуля напряжённости поля от времени показана на графике. В момент времени \(t = 4\) с скорость тела равна \(12{,}5\) м/с. Определите коэффициент трения тела о поверхность.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Тело начнёт двигаться, когда сила поля превысит максимальную силу трения покоя. Дальше изменение импульса тела равно импульсу силы, а импульс силы — площади под графиком силы от времени.

    Ответ

    \(\mu = 0{,}5\).

    Решение

    Тело начнёт движение, когда действующая на него сила превысит максимальную силу трения покоя: \(F > \mu mg = 0{,}01\mu\) Н. Из графика ясно, что это произойдёт в момент времени \(t_0 = 2\mu\) с. Изменение импульса тела равно площади трапеции, очерченной жирными линиями на графике силы \(F(t)\): \[mv = \frac{1}{2}\Bigl((4 - 2) + (4 - 2\mu)\Bigr)\bigl(0{,}01 - 0{,}01\mu\bigr).\] После подстановки данных получаем \(2{,}5 = (6 - 2\mu)(1 - \mu)\). Решение квадратного уравнения даёт \(\mu = 0{,}5\).

    Рисунок

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи