Задание 2. Динамика, законы Ньютона. ЕГЭ 2027 по физике

За это задание ты можешь получить 1 балл. Уровень сложности: базовый.
Средний процент выполнения: 74.1%
Ответом к заданию 2 по физике может быть целое число или конечная десятичная дробь.

Алгоритм решения задания 2:

  1. Определи, какие силы действуют на тело или систему тел в описываемой ситуации.
  2. Установи, рассматривается ли равновесие тела или его движение под действием сил.
  3. Соотнеси ситуацию с формулировками законов Ньютона или правилом сложения сил.
  4. Выдели физические величины, характеризующие силы и движение тела.
  5. Примени соответствующий закон Ньютона или правило сложения сил для описания процесса.
  6. Проверь, что полученный результат согласуется с физическим смыслом сил и их взаимодействия.

Задачи для практики

Задача 1

К бруску массой 1 кг прикладывают силу 6 Н под углом 60° к горизонту. С какой силой брусок действует на поверхность? Ответ запишите в Н, округлив до десятых

Решение

Запишем 2 закон Ньютона.

$mg↖{-}+N↖{-}+F↖{-}=ma↖{-}$

Сила, c которой брусок действует на поверхность, называется вес. Согласно 3 закону Ньютона, вес бруска по модулю равен силе реакции опоры N: $P=N$

Проекция 2 закона Ньютона на вертикальную ось, направленную вверх: $-mg+N+Fsinα=0$, тогда $N+=mg-Fsinα$

$P=N=mg-Fsinα=1кг·10м/{c^2}-6·{√3}/2=4,8 H$

Ответ: 4.8
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 2

Ящик массой $1.5$ кг стоит на гладком льду. Его начинают толкать с постоянной горизотальной силой $9Н$. Через какое время ящик передвинут на $75$ метров? Отвпт приведите в (с)

Решение

F = ma, значит $a = {F}/{m}$ = 6 (м/с)

$ S=V_ot+ {at^2}/{2} $, т.к. $V_o = 0$, то$ t= √{{2S}/a}$ = 5 с.

Ответ: 5
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 3

На рисунке представлен график зависимости модуля силы упругости, возникающей при растяжении пружины, от значения её деформации.

Чему равна жесткость 1 ой пружины? Ответ выразите в (H/м).

Решение

F=kx , от куда k = F/x - а это тангенс угла наклона, не забываем сантиметры перевести в метры. 5/0,1= 50 Н/м

Ответ: 50
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 4

Прямоугольный брусок движется вдоль стола. На него действует сила трения F. Во сколько раз изменится сила трения, если перевернули брусок и его площадь основания увеличилась в 2 раза?

Решение

Сила трения определяется коэффициентом трения и силой реакции опоры. Тогда соответственно ничего не изменится.

Ответ: 1
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 5

На рисунке представлены графики зависимости модуля силы упругости, возникающей при растяжении пружин 1 и 2, от значения её деформации.

Каким будет удлинение второй пружины, если к ней подвесить тело массой 300 г. Ответ в (см)?

Решение

F=mg=3Н. Эта сила, которая будет действовать на 2 пружинку. Ищем по графику это удлинение - оно равно 50 см

Ответ: 50
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 6

На брусок слева и справа действуют 2 пружины. При чем он в таком положении находится в покое. Первая пружина растянута на 1 см, вторая на 2 см. Жесткость 1 пружины равна 100 Н/м. Чему равна жесткость второй пружины?

Решение

Если брусок находится в покое, значит сила упругости слева равна силе упругости справа. То есть k1x1 = k2x2. 0.01*100=0.02*k2.

Ответ: 50
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 7

На рисунке показана зависимость проекции ускорения тела на ось х в зависимости от проекции суммы приложенных к телу сил. Найдите массу тела в (г).

Решение

По второму закону Ньютона: $$F_{x}=ma_{x}$$ Выберем любую точку и посчитаем для неё. Например при значении силы 3 Н, ускорение равно 4 ${м}/{{с}^{2}}$

Тогда получаем: $$m={F_{x}}/{a_{x}}=3/4=0,75 {кг}= 750 {г}$$

Ответ: 750
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 8

На брусок со стороны пола действует сила трения 2 Н. Чему равна сила трения, действующая на пол со стороны бруска?

Решение

По 3 Закону Ньютона эти силы будут раны

Ответ: 2
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 9

Брусок массой 2 кг покоится на столе. Коэффициент трения между столом и брусок равен 0.1 . Какую силу надо приложить к бруску, чтоб сдвинуть его с места?

Решение

Сила, которая потребуется равна силе трения F = μmg = 0.1*2*10 = 2 Н.

Ответ: 2
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 10

По гладкой поверхности движется брусок массой 1кг с ускорением 2 м/c. Движется он за счет того, что его тянут с помощью динамометра. При чем растяжение пружины составляет 1 см. Чему равна жесткость пружины? Ответ представить в (Н/м)

Решение

По второму закону Ньютона для груза, записанному в проекции на горизонтальную ось, сонаправленную с ускорением: $F_упр = ma$ (Сила тяжести и сила реакции опоры отсутствуют в уравнении, так как они вертикальные). Сила упругости задаёт ускорение бруску. По определению модуль силы упругости $F_упр = k|x|$
Тогда получим^ $k|x| = ma$, следовательно $k={ma}/{|x|}={ 1кг*2м / c^2}/{0.01м}=200$ Н/м.

Ответ: 200
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 11

Первая космическая скорость на некоторой планете равна 5 км/с. Чему равна вторая космическая скорость на этой планете? Ответ выразите в км/с, округлив до целых

Решение

Первая космическая скорость $v_1=√{{GM}/{R}}$
Вторая космическая скорость $v_2=√{{2GM}/{R}}$
$v_2=√2*v_1=5*1.4=7$ км/с

Ответ: 7
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 12

На тело массой $m=2$ кг действуют две силы. Найти модуль ускорения тела, если одна клетка на рисунке соответсвует $1Н$. Ответ дать в $м/c^2$

Решение

Найдём результирующую силу, действующую на тело, с помощью теоремы Пифагора: $$F_{рез}^{2}=F_{1}^{2}+F_{2}^{2}=3^{2}+4^{2}=5^{2}$$ Тогда $F_{рез}= 5 {Н}$
Из второго закона Ньютона: $$a={F_{рез}}/{m}=5/2=2,5 {кг}$$

Ответ: 2.5
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 13

Растяжение пружины, на которой висит грузик равна 1 см. Чему станет равно растяжение пружины, если дополнительно повесить еще один грузик, масса которого в 3 раза больше. Ответ выразите в см.

Решение

В начале kx1=mg , после kx2=(m+3m)g. То есть растяжение увеличится в 4 раза

Ответ: 4
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 14

Космонавт, стоя на Земле, притягивается к ней с силой 700 Н. С какой примерно силой он будет притягиваться к Марсу на его поверхности, если радиус Марса в 2 раза меньше, а масса в 10 раз меньше, чем у Земли? Ответ выразите в (Н).

Решение

Дано:

$F_з=700H$

$M_з=m$

$M_м=0.1m$

$R_з=R$

$R_м=0.5R$

$F_м-?$

Решение:

Космонавт притягивается к Земле с силой $F_{з}$, которая, согласно закону Всемирного тяготения равна: $F_{з}=G·{m_к·M_з}/{R_з}=G{m_к·m}/{R^2}$(1), где $G$ - гравитационная постоянная, $m_к$ - масса космонавта.

Тогда сила притяжения космонавта к Марсу равна: $F_м=G{m_к·M_м}/{R^2}=G{m_к·0.1}/{0.25R^2}$

Разделим выражение (2) на (1): ${F_м}/{F_з}={Gm_к·0.1}/{0.25R^2}·{R^2}/{Gm_к·m}⇒F_м={0.1F_з}/{0.25}$(3)

Подставим числовые значения в (3): $F_м={0.1·700}/{0.25}=280H$

Ответ: 280
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 15

Справедлив ли (да, нет) закон всемирного тяготения $F = G{m_1·m_2}/{R^2}$ для расчёта силы гравитационного притяжения между следующими двумя телами? Ответ запишите словом.

Решение

Нет, закон всемирного тяготения для расчета сил гравитационного притяжения несправедлив, т.к. он справедлив для мат. точек и шаров однородных.

Ответ: нет
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 16

На шероховатой горизонтальной поверхности доски лежит тело массой 1 кг. Коэффициент трения скольжения тела о поверхность доски равен 0,1. На тело действует горизонтальная сила, равная 0,5 Н. Чему равна сила трения между телом и поверхностью доски? Ответ выразите в (Н).

Решение

Дано:

$m=1$кг

$g≈=10м/с^2$

$μ=0.1$

$F=0.5H$

$F_{тр}-?$

Решение:

Поскольку тело лежит на поверхности доски, а не движется относительно доски, то на тело действует сила трения покоя, а она, как видно из рисунка $F_{тр}=F=0.5H$.

Сделаем проверку, рассчитаем силу трения скольжения: $F_{тр}=μN=μmg=0.1·1·10=1H$. У нас получилось, что сила трения скольжения больше силы $F$ ($1H > 0.5H$), значит, под действием силы $F$ тело скользить не будет и на него будет действовать лишь сила трения покоя $F_{тр}=F=0.5H$

Ответ: 0.5
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 17

Найдите значение ускорения свободного падения на некоторой планете, плотность которой в два раза меньше плотности Земли, если радиусы планет одинаковы. Ответ выразите в (м/с2). Ускорение свободного падения на Земле принять равным 10 м/с^2

Решение

Дано:

$R_n=R_3$

${ρ_3}/{2}=ρ_n$

$ρ_n-?$

Решение:

$\{\table\g^3=G{M_3}/{r^2}; \g_n=G{M_n}/{r_n^2};$

а $V={4}/{3}π·R^3$, то и $V_n=V_3$.

${g_3}/{g_n}={ρ_3·V_3·r_n^2}/{ρ_n·V_n·r_3^2}⇒g_3=2·g_n; g_n=5м/с^2$.

Ответ: 5
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 18

Зависимость координаты x тела массой 700 г от времени t задаётся уравнением x = 3 − 5t + t2. Какова проекция силы трения на ось Ox, если проекция силы тяги на ось Ox равна 2,4 Н? Ответ выразите в (H).

Решение

Дано:

$x=3-5t+t^2$

$F_{тяги,х}=2.4Н$

$m=0.7$кг

$F_{тр,x}-?$

Решение:

Найдем ускорение тела: $a_x=υ_x′=x′′$(1), т.е. ускорение - это первая производная от скорости или вторая производная от координаты: $υ_x=x′=(3-5t+t^2)′=-5+2t$(2)

$a_x=υ′=x′′=(-5+2t)′=2{м}/{с^2}$

Запишем II закон Ньютона: $m{a}↖{→}={F_{тяги}}↖{→}+mg↖{→}+N↖{→}+{F_{тр}}↖{→}$(3)

$Ox: ma_x=F_{тяги,х}-F_{тр,x}$(5)

Подставим числовые значения в (5) и найдем модуль проекции силы трения на ось Х: $F_{тр,x}=2.4-0.7·2=2.4-1.4=1Н$

Поскольку сила трения направлена в сторону, противоположную оси Х, то берем ее значение со знаком минус, т.е. $F_{тр,x}=-1H$

Ответ: -1
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 19

К лежащему на горизонтальном столе телу массой 2 кг приложили горизонтальную силу, равную 5 Н. Коэффициент трения тела о поверхность стола 0,4. Чему равна сила трения, действующая на тело? Ответ выразите в (H).

Решение

Дано:

$m=2$кг

$F=5H$

$μ=0.4$

$F_{тр}-?$

Решение:

1) По третьему закону Ньютона $F_1=-F_2$ сила действия равна силе противодействие.

Ответ: 5
Показать решение
Бесплатный интенсив

Задача 20

Мяч массой 800 г брошен под углом 90◦ к горизонту с начальной скоростью 5 м/с. Найдите модуль силы тяжести, действующей на мяч сразу после броска. Ответ выразите в (Н).

Решение

Дано:

$m=0.8$кг

$υ=5$м/с

$F_{тяж}-?$

Решение:

Модуль силы тяжести, равна: $m·g=0.8·10=8H$

Ответ: 8
Показать решение
Бесплатный интенсив
Показать еще

О чем задание?

Второе задание ЕГЭ относится к блоку “Механика”, теме “Динамика” и за него можно получить 1 балл. Следует решить задачу и получить численный ответ. Для решения этой задачи необходимо знать законы Ньютона, закон всемирного тяготения, закон Гука, силу трения формулы по этим подразделам.

Алгоритм решения:

Первым делом определите, какие силы действуют на тело (тела). Если речь идет ни об одной силе, а о нескольких, то необходимо нарисовать тело и расставить силы с учетом направления. Далее следует выбрать 2 оси и сделать проекцию действующих сил на OX и OY.

Если речь идет про одну силу, то очень часто встречается задание, где необходимо определить, во сколько изменится та или иная величина. Для этого надо расписать “до” и “после” и поделить одно на второе.

Если речь идет про определенную силу и необходимо что-то рассчитать, воспользуйтесь формулой. Но не забывайте перевести в систему СИ, а также учтите важные особенности (например, существует сила трения и сила скольжения, и необходимо помнить, при каких условиях по какой формуле эту силу трения считать).

Примеры решения задач

Пример 1.

Каково ускорение свободного падения на высоте равной четверти Земного радиуса? Ответ в м/с2

Решение

Пример 2.

К лежащему на горизонтальном столе телу массой 2 кг приложили горизонтальную силу, равную 2 Н. Коэффициент трения тела о поверхность стола 0,4. Чему равна сила трения, действующая на тело? Ответ выразите в (H).

Решение

1) Смотрим на выполнение условий проверки.

2) По оси OY действует 2 только силы N и mg и они противоположно направлены. Следовательно N = mg = 2*10 = 20 Н

3) Проверяем по условию μN = 8 Н, что меньше cилы F = 2Н (приложенная сила). Тогда применяем первую формулу для силы трения покоя. |Fтр| = |F| = 2Н

Пример 3.

Равнодействующая двух взаимно перпендикулярных сил, одна из которых составляет 3 Н, равна 5 Н. Каков модуль второй силы? Ответ выразите в (H).

Решение

  • Без воды
  • Ламповая атмосфера
  • Крутые преподаватели

ЕГЭ 2027: бесплатный курс
по физике

На бесплатном демо-курсе ты:
  • 🔥 Получишь мощный старт для дальнейшей подготовки.
  • 🔥 Прокачаешь свою Кинематику.
  • 🔥 Узнаешь все о Линзах в ЕГЭ.
  • 🔥 Будешь решать задачи с дифракционной решеткой на ИЗИ.
  • 🔥 Улучшишь свои резы на 20 вторичных баллов ЕГЭ.

Что тебя ждет?

  • 👉 7 вебинаров (по 1 вебчику в неделю: согласись, не напряжно, да?).
  • 👉 Домашка после каждого веба (без дедлайна, лето все-таки, делай, когда удобно).
  • 👉 Скрипты и конспекты, полезные материалы к каждому занятию.
  • 👉 Личный кабинет Турбо (это супер-мега удобная площадка 🔥).
  • 👉 Тренажёр для отработки заданий (все в том же личном кабинете).
  • 👉 Отдельная беседа с преподавателями и однокурсниками.
  • 👉 Комфортная атмосфера, эффективная подготовка + чувство, что лето проводишь не зря 🔥.
Получи бесплатный демо-доступ
Оставь заявку и займи место
на бесплатном курсе Турбо ЕГЭ
Нажимая на кнопку «Отправить», вы принимаете положение об обработке персональных данных.
Повышение цен уже скоро!
Старые цены
до 31 июля
Старые цены до 31 июля
Записаться