Физика егэ 1004

Спрятать решение

·

·

Гость 05.06.2012 16:14

В справочнике удельная теплоёмкость меди = 380 Дж/(кг*К). Кельвинов, а не Цельсия.

Получается, Q = 380*0,1*[(60-20)+273] = 11 894 Дж.

Я понимаю, что здесь такого ответа нет.

Но, получается, в данном случае Кельвины или градусы Цельсия роли не играет?

Гость

Добрый день!

В данную формулу входит разность двух температур, а она получается одинаковой и в абсолютной шкале и в шкале Цельсия. Если уж Вы начали переводить, то надо это делать для обеих температур, то есть написать что-то вроде:

Q=380 умножить на 0,1 умножить на левая круглая скобка левая круглая скобка 60 плюс 273 правая круглая скобка минус левая круглая скобка 20 плюс 273 правая круглая скобка правая круглая скобка Дж=
=380 умножить на 0,1 умножить на левая круглая скобка 60 плюс 273 минус 20 минус 273 правая круглая скобка Дж=380 умножить на 0,1 умножить на левая круглая скобка 60 минус 20 правая круглая скобка Дж=1520Дж

В данном случае, действительно не важно, какую шкалу использовать, но главное не смешивать :)

  • ГДЗ

  • /

    ⭐️ 10 класс ⭐️

  • /

    Физика 👍

  • /

    сборник задач Рымкевич 10 и 11 класс

  • /

    1004

ГДЗ по физике 10‐11 класс  Рымкевич задачник  номер - 1004

Автор: А.П. Рымкевич.

Издательство:

Дрофа 2016

Тип: Задачник

Подробный решебник (ГДЗ) по Физике за 10‐11 (десятый‐одиннадцатый) класс задачник — готовый ответ номер — 1004. Авторы учебника: Рымкевич. Издательство: Дрофа 2016.

Условие /
номер / 1004

1004. Сила тока в открытом колебательном контуре изменяется в зависимости от времени по закону: i = = 0,lcos 6 • 105nf. Найти длину излучаемой волны.

Решебник №1 / номер / 1004

Видеорешение / номер / 1004

Решебник №2 / номер / 1004

Другие номера из решебника

Оцените решебник:

4.4/5

Количество оценивших
376

Тема 30.

Механика (Расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)

Вспоминай формулы по каждой теме

Решай новые задачи каждый день

Вдумчиво разбирай решения

ШКОЛКОВО.

Готовиться с нами — ЛЕГКО!

Подтемы раздела

механика (расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)

30.01Кинематика

30.02Динамика

30.03Законы сохранения в механике

30.04Статика

30.05Гидростатика

30.06Механические колебания

Решаем задачи

Показать ответ и решение

Обоснование

1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.

2. Стержень будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.

3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.

4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)

5. У однородного тела центр тяжести находится посередине, к нему будет приложена сила
тяжести.

Решение

Во-первых, заметим, что согласно теореме Пифагора расстояние между точками крепления нитей
равно 5l  . Далее по теореме Пифагора найдём x  и y  (см. правый рисунок)

PIC

По условию x + y = 5l  .

x2 + z2 = 9l2

y2 + z2 = 16l2

Вычтем из первого второе:

 2    2     2                      2                   2        7
y −  x =  7l ⇒  (y − x)(y + x) = 7l ⇒  (y − x) ⋅ 5l = 7l ⇒ y =  5l + x.

Тогда

    7                  9         16
x + -l + x = 5l ⇒  x = -l ⇒  y = ---l
    5                  5          5

Треугольники ACD  и AF  O  подобны, при этом сила тяжести направлена из центра стержня,
значит, коэффициент подобия равен 2 и плечо силы mg  относительно точки A  равно x∕2  .
Аналогично для треугольников BKE  и BF  O  , плечо силы 3mg  равно y∕2  .

Момент силы можно найти по формуле: M  = F l  , где F  — сила, а l  — её плечо до рассматриваемой
оси вращения.

Поэтому уравнение моментов относительно точки крепления левой нити A  дает

                    (      )
Tпр5l = mg x-+  3mg   x + y- =  111mgl  ⇒  Tпр = 111-mg
           2              2     10                50

А относительно точки крепления правой нити B

            (      )
                 x-        y-   89-              89-
Tлев5l = mg   y + 2   + 3mg 2 =  10mgl  ⇒  Tлев = 50mg

Критерии оценки

Критерий 1

1 балл ставится если

1. Введена инерциальная система отсчета.

2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).

3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.

4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.

__________________________________________________________________________________________________________________________________

В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.

При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов

Критерий 2

3 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула моменты силы, записано
правило моментов. Расставлены все силы на рисунке, обозначены расстояния. Введены центры
тяжести для стержней по отдельности).

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.

III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).

IV) Получен верный ответ.

2 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.

II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)

III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.

IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)

1 балл ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны 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.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

К гвоздю, вбитому в вертикальную стенку, привязана нить, намотанная на катушку. Катушка висит,
опираясь о стенку. Нить составляет со стенкой угол        ∘
α =  30 . Размеры катушки: r = 1  см, R =  10  см.
Найти минимальное значение коэффициента трения μ  между стенкой и катушкой, при котором
катушка неподвижна. Какие законы Вы используете для решения задачи? Обоснуйте их
применение.

Сборник задач «Отличник ЕГЭ»

PIC

Показать ответ и решение

Обоснование

1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.

2. Катушку будем считать абсолютно твёрдым телом — его форма и размеры неизменны, расстояние
между любыми двумя точками остаются неизменным. Движение абсолютно твердого тела можно
описать совокопнустью движений — поступательного и вращательного. Поэтому для равновесия твердого
тела в ИСО необходимо два условия. Одно для поступательного движения, другое — для
вращательного движения. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна
нулю (условие равновесия твёрдого тела относительно поступательного движения). Также
применимо правило моментов (условие равновесия твёрдого тела относительно вращательного
движения)

3. Плоскость является касательной к поверхности катушки. По определению сила нормальной
реакции опоры перпендикулярна плоскости соприкосновения тел, значит она направлена
перпендикулярно плоскости. Так как основание катушки это окружность, то прямые которые
проводятся перпендикулярно касательным, внутрь окружности, являются радиусами данной
окружности, значит можно утверждать, что линия действия силы реакции опоры проходит через центр
окружности основания цилиндра.

4. Сила трения явлется касательной силой реакции опоры и направлена параллельно вертикальной
стене.

Решение

PIC

Момент силы можно найти по формуле: M  = F l  , где F  — сила, а l  — её плечо до рассматриваемой
оси вращения.

Силы, действующие на катушку, изображены на рисунке, где m ⃗g  – сила тяжести, ⃗T  – сила
натяжения нити, F тр   – сила трения,  ⃗
N  – нормальная составляющая силы реакции стены. Запишем
второй закон Ньютона для катушки:

 ⃗    ⃗          ⃗
N  + F тр + m ⃗g + T = m ⃗a,

так как катушка неподвижна, то ускорение a  равно нулю. Спроецируем второй закон Ньютона на
горизонтальную ось:

N  = T sinα

Запишем также правило моментов сил относительно центра тяжести катушки:

F трR = T r.

Так как катушка покоится, то на неё действует сила трения покоя, которая выражается
неравенством:

F тр ≤ μN

Тогда

         r-
F тр = T R ≤  μT sin α

Отсюда

       r           1 см
μ ≥ ------- = -------------∘ = 0,2
    R sin α   10 см ⋅ sin 30

То есть минимальное значение μ  равно 0,2.

Критерии оценки

Критерий 1

1 балл ставится если

1. Введена инерциальная система отсчета.

2. Сказано, что цилиндр будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).

3. Описано то, что движение абсолютно твердого тела описывается совокупностью поступательного и
вращательного движения.

4. Сказаны условия равновесия абсолютно твердого тела относительно поступательного и
вращательного движения.

5. Обосновано направление силы нормальной и касательной реакции опоры.

__________________________________________________________________________________________________________________________________

В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.

При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов

Критерий 2

3 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записан второй закон Ньютона для тела,
записана формула момента силы, записано правило моментов).

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.

III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).

IV) Получен верный ответ.

2 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.

II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)

III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.

IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)

1 балл ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны 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.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Цилиндр массой M  = 10  кг поместили на рельсы, наклоненные под углом α = 30∘ к горизонту (вид
сбоку показан на рисунке). Груз какой минимальной массы m  нужно прикрепить к намотанной на
цилиндр нити, чтобы он покатился вверх? Проскальзывание отсутствует. Какие законы Вы используете
для решения задачи? Обоснуйте их применение.

PIC

Показать ответ и решение

Обоснование

1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.

2. Цилиндр будем считать абсолютно твёрдым телом — его форма и размеры неизменны, расстояние
между любыми двумя точками остаются неизменным. Движение абсолютно твердого тела можно
описать совокопнустью движений — поступательного и вращательного. Поэтому для равновесия твердого
тела в ИСО необходимо два условия. Одно для поступательного движения, другое — для
вращательного движения. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна
нулю (условие равновесия твёрдого тела относительно поступательного движения). Также
применимо правило моментов (условие равновесия твёрдого тела относительно вращательного
движения)

3. Так как по условию проскальзывание отсутствует, то трение между поверхностью и цилиндром
отсутствует.

4. Плоскость является касательной к поверхности цилиндра. По определению сила нормальной
реакции опоры перпендикулярна плоскости соприкосновения тел, значит она направлена
перпендикулярно плоскости. Так как основание цилиндра это окружность, то прямые которые
проводятся перпендикулярно касательным, внутрь окружности, являются радиусами данной
окружности, значит можно утверждать, что линия действия силы реакции опоры проходит через центр
окружности основания цилиндра.

5. Груз массой m  будем рассматривать моделью материальной точки, так как его размерами в
условиях данной задачи можно пренебречь.

Решение

На цилиндр действуют приложенная к его центру сила тяжести M g  , приложенная к его краю сила
натяжения нити T  и сила реакции опоры N  .

PIC

Момент силы можно найти по формуле: M  = F l  , где F  — сила, а l  — её плечо до рассматриваемой
оси вращения.

Цилиндр покатится вверх, если момент силы тяжести относительно оси, проходящей через точку      A
перпендикулярно плоскости рисунка, будет меньше момента силы натяжения нити. Для силы M  g
плечо AB  равно R sinα  , а для силы T  плечо AD  равно:

AD  = R  − AB  = R  − R sinα =  R(1 − sinα ).

Тогда следует неравенство:

M  gR sin α <  TR (1 − sin α).

Также запишем второй закон Ньютона для груза:

⃗T + m ⃗g = m ⃗a,

где a  – ускорение груза.
Так как по условию цилиндр должен катиться наверх, то ускорение a  направлено вниз. Спроецируем
второй закон Ньютона на вертикальную ось:

mg  − T  = ma  ⇒  T = m (g − a).

Подставим в неравенство из моментов:

M gsin α < mg (1 − sin α) − ma (1 − sinα )

Отсюда

     M g sin α + ma (1 − sinα )
m >  -------------------------,
             1 − sin α

При этом минимальность будет при a =  0  , тогда

     M  sinα     10 кг ⋅ sin 30∘
m >  ---------=  -----------∘--= 10 кг
     1 − sin α     1 − sin30

Критерии оценки

Критерий 1

1 балл ставится если

1. Введена инерциальная система отсчета.

2. Сказано, что цилиндр будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).

3. Описано то, что движение абсолютно твердого тела описывается совокупностью поступательного и
вращательного движения.

4. Сказаны условия равновесия абсолютно твердого тела относительно поступательного и
вращательного движения.

5. Обосновано направление силы нормальной реакции опоры.

6. Обоснована возможность применения к грузу массой m  модели материальной точки.

__________________________________________________________________________________________________________________________________

В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.

При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов

Критерий 2

3 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записан второй закон Ньютона для тела,
записана формула момента силы, записано правило моментов).

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.

III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).

IV) Получен верный ответ.

2 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.

II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)

III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.

IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)

1 балл ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны 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.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Показать ответ и решение

Обоснование
1. Систему отсчёта, связанную с Землёй, будем считать инерциальной (ИСО).
2. Брусок перед отрывом его правого края от поверхности стола будем считать твёрдым телом с осью
вращения, проходящей перпендикулярно плоскости рисунка через точку A. Условие равновесия
относительно вращения твёрдого тела на оси – равенство нулю суммы моментов сил, приложенных к
телу, относительно этой оси. 3. Нити нерастяжимы, поэтому, если покоится брусок, то покоятся и все
остальные тела системы.
4. Нити лёгкие, поэтому величина силы натяжения каждой нити в любой её точке одна и та же. В том
числе: T1 =  T3   , T2 = T4   (см. рисунок в решении).
5. Блок идеальный (трения в осях нет, масса блока пренебрежимо мала). Поэтому условие
равновесия блока – равенство нулю суммы моментов сил натяжения нитей относительно оси
блока.
6. Груз может двигаться только поступательно вдоль вертикальной оси Oy, лежащей в плоскости
рисунка. Поэтому для груза используем модель материальной точки и применим второй закон
Ньютона. Вследствие этого условие равновесия – сумма приложенных к грузу сил равна
нулю.

Решение
Брусок начнёт отрываться от поверхности стола, когда сила реакции опоры со стороны стола станет
равна нулю. Рассмотрим случай минимальности груза. Брусок ещё покоится на столе, но касается стола
только в точке A, тогда сила реакции опоры приложена в точке A  и направлена вертикально
вверх.
Расставим силы, действующие на брусок M  , блок и груз m  .

PIC

Запишем уравнение моментов относительно оси, проходящей перпендикулярно рисунку в точке
A  :

                AB
T1 ⋅ AB − M  g ⋅----= 0.
                 2

Отсюда

     M g
T1 = ----.  (1 )
      2

Запишем второй закон Ньютона для груза m

⃗T +  m⃗g = m⃗a,
 2

где a  – ускорение груза.
Так как система покоится, то a = 0  . Спроецируем второй закон Ньютона на оси Oy  :

T2 − mg  = 0 ⇒  T2 = mg.   (2)

Аналогично правило моментов для блока, относительно оси, проходящей через его центр:

T3 ⋅ r = T4 ⋅ .R

Из условия лёгкости нити T1 = T3   , T2 = T4   , тогда

T1 ⋅ r = T2 ⋅ R (3)

Подставим (1) и (2) в (3)

M-g-⋅ r = mg ⋅ R ⇒ M  =  2mg ⋅ R-=  2 ⋅ 1 к г ⋅ 0,1-м-= 4 кг
 2                             r             0,05 м

Показать ответ и решение

Обоснование

1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.

2. Стержень будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.

3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.

4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)

5. По определению сила нормальной реакции опоры перпендикулярна плоскости соприкосновения
тел. Значит сила номральной реакции опоры в точке A  будет направлена внутрь окружности по
радиусу, а сила нормальной реакции опоры точки D  будет направлена перпендикулярно
стержню.

6. Так как стержень однородный то его центр тяжести находится в середине и эта точка является
точкой приложения силы тяжести.

Решение

Стержень находится в покое под действием плоской системы трех непараллельных сил,
следовательно, линии действия этих сил пересекаются в одной точке (см .рис.).

PIC

Сделаем пояснение к построению. Угол β  найдём из прямоугольного треугольника AO1C

β =  180 − 90 − α = 90 −  α.

Углы EO1D  и AO1C  равны как вертикальные. Из треугольника O1DE  находим,
что

O1ED   =  180 − 90 − (90 − α) = α

Так как прямые OD  и AC  параллельны, то углы ODA  и CAD  равны как накрест лежащие,
при этом AO  =  OD  как радиусы полусферы, следовательно, треугольник AOD  равнобедренный и
DAO   =  α  , а так как OD  и AC  параллельны, то

∠DOE    =  ∠CAO   = 2 α.

как соответственные. Из прямоугольного треугольника ECA  находим γ  :

γ =  180 − 90 − 2α = 90 − 2 α.

Рассмотрим треугольник ODE  :

∠OED    = γ + α =  90 − 2α + α = 90 −  α

∠EOD   =  180 − 2α − ∠OED    = 180 − 2 α − 90 + 2α = 90 − α.

Следовательно, треугольник OED  равнобедренный, при этом OD   = OE  =  R  . Следовательно,

AE  =  AO +  OE  = R  + R =  2R.

Точка O1   находится на расстоянии l∕2  от точки A  (так как сила тяжести приложена к центру
стержня), следовательно:

                   l-
AC  = AO1  cosα =  2 cosα.

А из треугольника AEC  :

AC  = AE  cos2 α = 2R cos 2α

Отсюда

l-                           cos2α-
2 cos α = 2R cos 2α ⇒ l = 4R cos α

Критерии оценки

Критерий 1

1 балл ставится если

1. Введена инерциальная система отсчета.

2. Сказано, что цилиндр будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).

3. Описано то, что движение абсолютно твердого тела описывается совокупностью поступательного и
вращательного движения.

4. Сказаны условия равновесия абсолютно твердого тела относительно поступательного и
вращательного движения.

5. Обосновано направление сил нормальной реакции опоры.

6. Обосновано положение центра тяжести и точки приложения силы тяжести.

__________________________________________________________________________________________________________________________________

В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.

При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов

Критерий 2

3 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: использована теорема о трех не
параллельных силах).

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.

III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).

IV) Получен верный ответ.

2 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.

II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)

III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.

IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)

1 балл ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны 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.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Тонкий однородный стержень АВ шарнирно закреплён в точке А и удерживается горизонтальной
нитью ВС (см. рис.). Трение в шарнире пренебрежимо мало. Масса стержня m =  1  кг, угол
его наклона к горизонту α =  45∘ . Найдите модуль силы ⃗F  , действующей на стержень
со стороны шарнира. Сделайте рисунок, на котором укажите все силы, действующие на
стержень.

Какие законы Вы используете для решения задачи? Обоснуйте их применение.

PIC

Показать ответ и решение

Обоснование

1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.

2. Доску будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным. Так как стержень однородный, то его
центр тяжести находится посередине.

3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.

4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)

Решение

PIC

Момент силы можно найти по формуле: M  = F l  , где F  — сила, а l  — её плечо до рассматриваемой
оси вращения.

Стержень находится в равновесии под действием сил, изображенных на рисунке, где
m ⃗g  – сила тяжести, ⃗
T  – сила натяжения нити,  ⃗
Fx  и  ⃗
Fy  – составляющие силы реакции
шарнира вдоль горизонтальной и вертикальной осей, соответственно. Запишем второй закон
Ньютона:

⃗F + m ⃗g + ⃗T =  m⃗a,

так как стержень покоится, то ускорение a  равно нулю. Спроецируем второй закон Ньютона на оси
X  и y  :

(
{ Fx − T = 0
(
  Fy − mg  = 0

Так как

     ∘ ---------
F  =   F 2x + F2y,

то

     ∘ ------------
F =    T 2 + (mg )2. (1)

Запишем правило моментов сил относительно точки A  :

mg l-cosα = T lsinα,
   2

где l  – длина стержня.
Отсюда

T =  mg-ctgα.  (2)
      2

Объединяя (1) и (2), получаем ответ

       ∘  -----------                ∘  --------------
              1                             1
F = mg    1 + -ctg2α = 1 к г ⋅ 10 Н/ кг 1 + --⋅ ctg45 ∘ ≈ 11 Н
              4                             4

Критерии оценки

Критерий 1

1 балл ставится если

1. Введена инерциальная система отсчета.

2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).

3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.

4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.

__________________________________________________________________________________________________________________________________

В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.

При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов

Критерий 2

3 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых
необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записаны условия
равновесия доски (второй закон Ньютона и правило моментов), записана формула момента
силы).

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.

III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).

IV) Получен верный ответ.

2 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.

II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)

III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.

IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)

1 балл ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны 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.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Показать ответ и решение

Обоснование

1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.

2. Стержень будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.

3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.

4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения). Также применим третий закон
Ньютона для описания взаимодействия между стержнем и опорами.

5. Размеры шариков малы по сравнению с размером стержня, поэтому будем описывать шарики
моделью материальной точки.

Решение

PIC

На твердое тело, образованное двумя шарами и стержнем действует силы тяжести первого и второго
шаров m  g
  1  и m  g
  2  , а также силы реакции опоры N
 1   и N
 2   . По условию силы давления на опоры
отличаются в 2 раза. По третьему закону Ньютона силы давления на опору равны силе реакции опоры в
этой точке, значит, 2N1 = N2   Запишем второй закон Ньютона и правило моментов относительно точки
А.

Момент силы можно найти по формуле: M  = F l  , где F  — сила, а l  — её плечо до рассматриваемой
оси вращения.

(
{ N1 + N2 −  m1g − m2g  = 0

( N1x + N2 (l + x ) − m2gL = 0

где x  – AC и плечо силы N1   . Так как N2 = 2N1   , то систему уравнений можно переписать в
виде

(
{
  3N1 =  g(m1 + m2 )
(
  N1x +  2N1 (l + x) = m2gL

Поделим второе уравнение на первое

    2l        m
x + -- = L -----2---
     3     m1  + m2

Отсюда длина стержня

              (       )                    (                  )
     m2--+-m1-      2l     0,3-кг-+-0,2-кг-          2-⋅ 0,6-м-
L  =    m2      x +  3   =      0,3 кг       0,2 м +     3      = 1 м

Критерии оценки

Критерий 1

1 балл ставится если

1. Введена инерциальная система отсчета. На основе третьего закона Ньютона сделан вывод о
равенстве сил реакций опоры и сил давления стержня на них.

2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).

3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.

4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.

5. Обосновано возможность описать шарики моделью материальной точки.

__________________________________________________________________________________________________________________________________

В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.

При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов

Критерий 2

3 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: условия равновесия твердого тела в
ИСО, формула момента силы относительно оси вращения, третий закон Ньютона, второй
закон Ньютона из условий равновесия твердого тела записан в проекции на координатную
ось).

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.

III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).

IV) Получен верный ответ.

2 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.

II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)

III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.

IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)

1 балл ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны 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.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

К вертикальной стенке прислонена однородная доска, образующая с горизонтальным полом угол
       ∘
α =  45 . Коэффициент трения доски об пол равен μ = 0,4  . Каков должен быть коэффициент трения
доски о стену, чтобы доска оставалась в равновесии? Какие законы Вы используете для решения
задачи? Обоснуйте их применение.

Показать ответ и решение

Обоснование

1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.

2. Доску будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.

3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.

4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)

Решение

PIC

Момент силы можно найти по формуле: M  = F l  , где F  — сила, а l  — её плечо до рассматриваемой
оси вращения.

Запишем второй закон Ньютона и правило моментов относительно центра доски, с учетом того, что
доска покоится

(
|| mg −  N  − F    =  0
||{         1    тр2
  N  − F     = 0  (1)
||   2    тр1
||( (F тр1 + N2 )l-sin α + F тр2 lcos α − N1 l-cosα = 0  (2)
              2             2           2

Так как F тр1 = μN1   , а F тр2 = μ2N2   и с учетом (1) уравнение (2) можно переписать в
виде

2μN1  sin α + μ2μN1  cosα =  N1 cosα

Отсюда μ2

μ  = N1-cos-α-−-2μN1--sin-α =  1-− 2tgα =  -1--− 2 ⋅ 1 = 0,5
 2         μN1  cosα          μ           0,4

Критерии оценки

Критерий 1

1 балл ставится если

1. Введена инерциальная система отсчета.

2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).

3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.

4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.

__________________________________________________________________________________________________________________________________

В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.

При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов

Критерий 2

3 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых
необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записаны условия
равновесия доски (второй закон Ньютона и правило моментов), записана формула момента
силы).

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.

III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).

IV) Получен верный ответ.

2 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.

II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)

III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.

IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)

1 балл ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны 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.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Стержень согнули под прямым углом с соотношением полученных сторон 2:3 и подвесили нить,
привязанную к точке сгиба. Найдите массу груза, который надо прикрепить к концу короткой стороны,
чтобы концы сторон находились на одном уровне, если масса стержня 600 г. Какие законы Вы
используете для решения задачи? Обоснуйте их применение.

Показать ответ и решение

Обоснование

1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.

2. Стержень будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.

3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.

4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)

5. У однородного тела центр тяжести находится посередине, к нему будет приложена сила
тяжести.

Решение

PIC

Момент силы можно найти по формуле: M  = F l  , где F  — сила, а l  — её плечо до рассматриваемой
оси вращения.

Запишем правило моментов относительно оси подвеса.

3-m  g 3l-cosα − 2m  g l-sin α − m 2l cosα =  0
5   1 10         5  1 5          2 5

где l  – длина стержня, m1   – его масса. (Здесь берется 3l-
10  в первом случае, так как центр тяжести
однородного стержня находится в середине, а у нас эта сторона равна 3l
5  , а половина 3l-
10  , точно также
и для второго слагаемого) Выразим отсюда массу грузика

m  =  m1-(9ctgα − 4)
  2   20

так как отношение сторон 2:3, то ctg α = 1,5  А значит

m2 =  9,5m1--= 285 г
        20

Критерии оценки

Критерий 1

1 балл ставится если

1. Введена инерциальная система отсчета.

2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).

3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.

4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.

__________________________________________________________________________________________________________________________________

В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.

При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов

Критерий 2

3 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула моменты силы, записано
правило моментов. Расставлены все силы на рисунке, обозначены расстояния. Введены центры
тяжести для стержней по отдельности).

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.

III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).

IV) Получен верный ответ.

2 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.

II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)

III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.

IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)

1 балл ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны 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.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Показать ответ и решение

Обоснование

1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.

2. Бревно будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.

3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.

4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)

5. Так как тело не является однородным, то положение центра тяжеси неизвестно.

Решение

PIC

Момент силы можно найти по формуле: M  = F l  , где F  — сила, а l  — её плечо до рассматриваемой
оси вращения.

Пусть центр тяжести находится на расстоянии x  от края, к которому была приложена сила  F1   , а
длина бревна равна l.

Также найдем массу бревна m  = ρV  = 450 к г/м3 ⋅ 0,3 м3 = 135 к г  .
Запишем уравнение моментов относительно центра тяжести (точка x  )

(
{
  F1l − mg (l − x ) = 0
( F l − mgx  = 0
   2

Сложим два уравнения

l(F1 + F1) − mgl +  mgx  − mgx  = 0 ⇒  l(F1 +  F2) = mgl

Поделим на l  и выразим F2

F  =  mg −  F  = 135 кг ⋅ 10 Н/ кг − 350 Н = 1000 Н
  2          1

Критерии оценки

Критерий 1

1 балл ставится если

1. Введена инерциальная система отсчета.

2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).

3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.

4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.

__________________________________________________________________________________________________________________________________

В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.

При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов

Критерий 2

3 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула моменты силы, записано
правило моментов. Расставлены все необходимые силы на рисунке, обозначены расстояния. Введен
центр тяжести.).

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.

III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).

IV) Получен верный ответ.

2 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.

II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)

III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.

IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)

1 балл ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны 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.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Показать ответ и решение

Обоснование

1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.

2. Грузы будем описывать моделью материальной точки, так как их движение поступательное и в
данной задаче размерами тел можно пренебречь.

3. Стержень AC  будем считать абсолютно твёрдым телом — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным. Движение абсолютно твердого тела
можно описать совокопнустью движений — поступательного и вращательного. Поэтому для равновесия
твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для поступательного движения, другое — для
вращательного движения.

4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)

Решение

Сделаем рисунок с указанием всех сил

PIC

Момент силы можно найти по формуле: M  = F l  , где F  — сила, а l  — её плечо до рассматриваемой
оси вращения.

Запишем правило моментов относительно точки А. В точке B  действует только сила натяжения
нити равная силе тяжести m1g  , в точке C  действует вниз сила натяжения нити равная силе тяжести
m2g  и сила натяжения нити, действующая вверх, равная M  g

m1g  sin α ⋅ b + m2g sinα ⋅ l = M g sin (180 − α − β) ⋅ l

Откуда l

                                                       ∘
l = -------m1g-sinα-⋅-b-------=  ---------0,2-кг ⋅ sin-30-⋅ 25-см-------≈  68,3 см
    M g sin (α +  β) − m2g sinα    0,1 кг ⋅ sin 60∘ − 0,1 кг ⋅ sin 30∘ ⋅ 25 см

Критерии оценки

Критерий 1

1 балл ставится если

1. Введена инерциальная система отсчета.

2. Сказано, что стержень будет рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма
и размеры неизменны). Сказано, что грузы будем рассматривать моделью материальной
точки.

3. Описано то, что движение абсолютно твердого тела описывается совокупностью поступательного и
вращательного движения.

4. Сказаны условия равновесия абсолютно твердого тела относительно поступательного и
вращательного движения.

__________________________________________________________________________________________________________________________________

В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.

При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов

Критерий 2

3 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула момента силы,
записано правило моментов. Расставлены все необходимые силы на рисунке, обозначены
расстояния).

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.

III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).

IV) Получен верный ответ.

2 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.

II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)

III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.

IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)

1 балл ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны 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.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Гладкий цилиндр лежит между двумя плоскостями, одна из которых вертикальна, а линия их
пересечения горизонтальна (см. рисунок). Сила давления цилиндра на вертикальную стенку в      √ --
n =    3
раза превышает силу тяжести, действующую на цилиндр. Найдите угол α  между плоскостями.
Сделайте рисунок, на котором укажите силы, действующие на цилиндр. Какие законы Вы используете
для решения задачи? Обоснуйте их применение.

PIC

Досрочная волна 2020

Показать ответ и решение

Обоснование

1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.

2. Цилиндр будем считать абсолютно твёрдым телом — его форма и размеры неизменны, расстояние
между любыми двумя точками остаются неизменным. Движение абсолютно твердого тела можно
описать совокопнустью движений — поступательного и вращательного. Поэтому для равновесия твердого
тела в ИСО необходимо два условия. Одно для поступательного движения, другое — для
вращательного движения. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна
нулю (условие равновесия твёрдого тела относительно поступательного движения). Также
применимо правило моментов (условие равновесия твёрдого тела относительно вращательного
движения)

3. Так как по условию цилиндр гладкий, то трение между поверхностями и цилиндром
отсутствует.

4. Плоскости являются касательными к поверхности цилиндра. По определению сила нормальной
реакции опоры перпендикулярна плоскости соприкосновения тел, значит она направлена
перпендикулярно плоскостям. Так как основание цилиндра это окружность, то прямые которые
проводятся перпендикулярно касательным, внутрь окружности, являются радиусами данной
окружности, значит можно утверждать, что линии действия сил реакции опоры проходят через центр
окружности основания цилиндра.

Решение

Сделаем рисунок

PIC

По третьему закону Ньютона, на вертикальную стенку действует цилиндр с силой √--
 3mg  , значит,
стенка действует с такой же силой на цилиндр Запишем второй закон Ньютона, с учетом покоя
тела

N⃗ + N⃗  + m⃗g  = 0
  1    2

Найдем тангенс угла α

tgα =  mg--= --mg√---=  √1--
       N2    mg   3      3

Значит, угол равен 30∘

Критерии оценки

Критерий 1

1 балл ставится если

1. Введена инерциальная система отсчета.

2. Сказано, что цилиндр будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).

3. Описано то, что движение абсолютно твердого тела описывается совокупностью поступательного и
вращательного движения.

4. Сказаны условия равновесия абсолютно твердого тела относительно поступательного и
вращательного движения.

5. Обосновано направление сил нормальной реакции опоры.

__________________________________________________________________________________________________________________________________

В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.

При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов

Критерий 2

3 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записан второй закон Ньютона для тела.
Возможно реение задачи через введение радиуса основания цилиндра и записи правила моментов, тогда
требуется запись формулы момента силы).

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.

III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).

IV) Получен верный ответ.

2 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.

II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)

III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.

IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)

1 балл ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны 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.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

К двум вертикально расположенным пружинам одинаковой длины подвесили однородный
стержень длиной L  = 30 см. Если к этому стержню подвесить груз массой m  = 3  кг на
расстоянии d = 5  см от правой пружины, то стержень будет расположен горизонтально, и
растяжения обеих пружин будут одинаковы (см. рисунок). Жёсткость левой пружины в 2
раза меньше, чем правой. Чему равна масса стержня M  ? Сделайте рисунок с указанием
используемых в решении сил. Какие законы Вы используете для решения задачи? Обоснуйте их
применение.

PIC

Досрочная волна 2017

Показать ответ и решение

Обоснование

1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.

2. Стержень будем описывать моделью абсолютно твердого тела — его форма и размеры неизменны,
расстояние между любыми двумя точками остаются неизменным.

3. Движение абсолютно твердого тела можно описать совокопнустью движений — поступательного и
вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для
поступательного движения, другое — для вращательного движения.

4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого
тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие
равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения)

Решение

Сделаем рисунок с указанием сил, действующих на стержень

PIC

Момент силы можно найти по формуле: M  = F l  , где F  — сила, а l  — её плечо до рассматриваемой
оси вращения. Тогда правило моментов относительно точки A

           (       )
   L         L             L
Fy1--+ mg    --− d   = Fy2 --
   2         2             2

Здесь:    L
Fy1--
   2  — момент силы упругости левой пружинки относительно точки А,    ( L     )
mg   --− d
     2
момент силы тяжести груза относительно точки А, F  L-
 y22  — момент силы упругости правой пружинки
относительно точки А.
Кроме того, по условию стержень расположен горизонтально (растяжения пружин равно) и жёсткость
левой пружины в 2 раза меньше правой Fy1 = kx  — сила упругости левой пружины, Fy2 = 2kx  — сила
упругости правой пружины, где k  – жёсткость левой пружины, x  – удлинение пружины. Тогда
правило моментов запишется в виде:

           (      )
   L-        L-            L-         mg-(L-−-2d)-
kx 2 + mg    2 − d   = 2kx 2 ⇒  kx =       L      .

Также по правилу моментов относительно точки Б

kxL  = M  gL-+  mgd
           2

Здесь: kxL  — силы упругости левой пружинки относительно точки Б, M g L-
    2  — момент силы тяжести
стержня относительно точки Б, mgd  — момент силы тяжести груза относительно точки
Б.
Тогда

2mg  (L −  2d) = M gL  + 2mgd  ⇒  M  = 2(kxL--−-mgd-) =  3 к г
                                            gL

Критерии оценки

Критерий 1

1 балл ставится если

1. Введена инерциальная система отсчета.

2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью абсолютно твердого тела (форма и размеры
неизменны).

3. Описано то, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного
движения.

4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного
движения.

__________________________________________________________________________________________________________________________________

В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.

При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов

Критерий 2

3 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых
необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула
моменты силы, записано правило моментов. Расставлены все силы на рисунке, обозначены
расстояния).

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии
задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при
написании физических законов.

III) Представлены математические образования, приводящие к верному ответу (в данном случае
последовательное выражение величин с пояснением действий).

IV) Получен верный ответ.

2 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые
преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

I) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не
зачёркнуты.

II) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в
математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. (Получение
конечной формулы сразу, без последовательного, логического вывода. Пропуск преобразований в
формулах.)

III) Отсутствуют описания вновь вводимых в решение буквенных обозначений физических величин.

IV) Ответ получен неверный или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательно указываются единицы
измерений.)

1 балл ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны 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.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение,
лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в
основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися
формулами, направленные на решение задачи.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

» Меню сайта

  • Главная страница

  • Учителю математики

  • Учителю физики

  • Ученикам

  • ГИА по физике

  • ЕГЭ по физике

  • Эксперименты

  • Олимпиады

  • Кл. руководителю

  • Родителям

  • Фотоальбомы

  • Форум

  • Гостевая книга

  • Обратная связь

  • Обо мне

» Категории раздела
Новости СЭДО [1]
Новости сайта [8]
Для учителей [1]
ЕГЭ [2]

» Подготовка к ЕГЭ

» Кнопка сайта
Персональный сайт учителя математики и физики Поповой Ирины Александровны

» Код кнопки сайта

Решение задач ЕГЭ части С
     

» Вход на сайт

» Статистика сайта

» Поиск

» Погода

Новосибирск — погода
https://world-weather.ru/pogoda/russia/kazan/

» Календарь

«  Март 2023  »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
    1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Физика егэ 2021 фипи вариант
  • Физика егэ 1000 задач демидова решебник скачать
  • Физика 2019 егэ никулова москалев ответы
  • Физика егэ 2021 тематический тренинг ответы
  • Физика 2019 егэ литвинов