Задание 5 ЕГЭ по физике

Question

На наклонной плоскости находится брусок массой $2$ кг, для которого составили таблицу зависимости модуля силы трения $F_{тр}$ от угла наклона плоскости к горизонту $\alpha$ с погрешностью не более $0,01$ Н. Основываясь на данных, приведённых в таблице, и используя закон сухого трения, выберите все верные утверждения.
$\alpha$, $рад$ | 0 | 0,05 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0
$F_{тр}$, $Н$ | 0 | 1,0 | 2,0 | 3,86 | 3,76 | 3,63 | 3,46 | 3,25 | 3,01 | 2,75 | 2,45 | 2,13
1) Сила трения скольжения не зависит от угла наклона плоскости.
2) При увеличении угла наклона от $0$ до $0,1$ $рад$, сила трения покоя увеличивается.
3) В случае, когда угол наклона плоскости составляет $0,1$ $рад$,сила нормальной реакции больше $10$ $Н$.
4) Коэффициент трения скольжения примерно равен $0,2$.
5) Брусок покоится, когда угол наклона плоскости составляет $0,6$ $рад$.

Accepted Answer

1) Неверно: По таблице видим, что при изменение угла $\alpha$ сила трения изменяется.
2) Верно: По таблице видно, что сила трения от $0$ до $2$ $Н$.
3) Верно: В проекции на вертикальную ось, перпендикулярную плоскости, $N = mgcos\alpha$, при $\alpha=0,1\ рад$$N=2\cdot 10\cdot 0,995\approx20\ Н$
4) Верно: скольжение начинается при $\alpha=0,8\ рад \implies F_{тр\ скольж}=2,75\ Н$
Выразим коэффициент трения скольжения из $F_{тр}=\mu mg\cdot cos\alpha$
$\mu=\frac{F_{тр}}{mg\cdot cos\alpha} = \frac{2,75}{2\cdot 10\cdot 0,7}\approx0,2$
5) Неверно: Пока брусок покоился, скатывающая сила равнялась силе трения покоя. При увеличении угла наклона скатывающая сила увеличивалась. Таким образом, брусок находился в покое до тех пор, пока сила трения покоя росла с увеличением угла.

$\alpha$ , $рад$	0	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
$F_{тр}$ , $Н$	0	1,0	2,0	3,86	3,76	3,63	3,46	3,25	3,01	2,75	2,45	2,13

Задание 5 ЕГЭ по физике

Анализ физических процессов. Кинематика, динамика, законы сохранения