---

Законы Ньютона и силы в природе

---

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.

---

Теория к заданию №2 ЕГЭ по физике

---

Второй закон Ньютона

Формула второго закона Ньютона F=ma. Здесь F и a – величины векторные. Величина a – это ускорение движения тела под действием указанной силы. Оно прямо пропорционально силе, действующей на данное тело и направлено в сторону действия силы.

Равнодействующая

Равнодействующая сила – это сила, действие которой заменяет действие всех сил, приложенных к телу. Или, другими словами, равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна векторной сумме этих сил.

Сила трения

Сила трения связана с силой нормального давления формулой F_тр=μN, где μ – коэффициент трения. Отсюда, зная величину силы трения и нормального к поверхности давления можно определить μ,которое является величиной постоянной для данного случая. Зная силу трения и силу нормального давления (эту силу называют еще силой реакции опоры), можно вычислить коэффициент трения.

Сила тяжести

Вертикальная составляющая движения зависит от сил, действующих на тело. Необходимо знание формулы силы тяжести F=mg, поскольку, как правило, действует на тело, брошенное под углом к горизонту, только она.

Сила упругости

Сила упругости — сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть его в исходное (начальное) состояние. Для силы упругости используется закон Гука: F = k•δl, где k — коэффициент упругости (жесткость тела),  δl — величина деформации.

Закон всемирного тяготения

Сила F гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы m1 и m2, разделёнными расстоянием r, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

---

Разбор типовых вариантов заданий №2 ЕГЭ по физике

---

Демонстрационный вариант 2018

Алгоритм решения:

1. Записываем формулу, связывающую эти силы. Выражаем коэффициент трения.
2. Рассматриваем график, устанавливаем пару соответствующих значений сил нормального давления N и трения.
3. Вычисляем коэффициент, исходя из значений сил, взятых из графика.
4. Записываем ответ.

Решение:

1. Сила трения связана с силой нормального давления формулой F_тр=μN, где μ – коэффициент трения. Отсюда, зная величину силы трения и нормального к поверхности давления можно определить μ,которое является величиной постоянной для данного случая. Зная силу трения и силу нормального давления (эту силу называют еще силой реакции опоры), можно вычислить коэффициент трения. Из приведенной формулы следует, что: μ =  F_тр : N
2. Рассматриваем график зависимости. Возьмем любую точку графика, например, когда N = 12 (Н), а F_тр = 1,5 (Н).
3. Возьмём выбранные значения сил и вычислим значение коэффициента μ: μ=1,5/12 = 0,125

Ответ: 0,125

---

Первый вариант задания (Демидова, №3)

Алгоритм решения:

1. Записываем второй закон Ньютона. Выражаем ускорение из формулы.
2. Подставляем в полученное выражение измененные значения массы и силы и находим новое значение ускорения, выраженное через первоначальное его значение.
3. Выбираем правильный ответ.

Решение:

1. Согласно второму закону Ньютона F=m•a, сила F, которая действует на тело массой m, сообщает телу ускорение а. Имеем:

2. По условию m₂=2m, F₂=0,5 F. Тогда измененное ускорение будет равно: В векторной форме запись аналогична. Ответ: 2)

---

Второй вариант задания (Демидова, №9)

Если тело брошено под углом к горизонту и силой сопротивления можно пренебречь, равнодействующая всех сил постоянна. Вертикальная составляющая движения зависит от сил, действующих на тело. Необходимо знание формулы силы тяжести F=mg,поскольку, как правило, действует на тело, брошенное под углом к горизонту, только она.

Алгоритм решения:

1. Переводим в СИ значение массы.
2. Определяем, какие силы действуют на камень.
3. Записываем формулу силы тяжести. Вычисляем величину силы.
4. Записываем ответ.

Решение:

1. Масса камня m=200 г=0,2 кг.
2. На брошенный камень действует сила тяжести F_т=mg. Поскольку в условии не оговорено обратное, то сопротивлением воздуха можно пренебречь.
3. Сила тяжести одинакова в любой точке траектории камня. Это значит, данные в условии (нач. скорость v и угол к горизонту, под которым брошено тело) избыточны. Отсюда получаем: F_т=0,2∙10 =2 Н.

Ответ: 2

---

Третий вариант задания (Демидова, №27)

Алгоритм решения:

1. Записываем закон Гука для 2-й пружины. Находим ее связь с данной в условии силой F.
2. Из полученного уравнения выражаем удлинение, вычисляем его.
3. Записываем ответ.

Решение:

1. По закону Гука удлинение пружины связано с жесткостью k пружины и приложенной к ней силе F выражением F=k∆l. На вторую пружину действует растягивающая ее сила F₂=k2∆l. 1-я пружина растягивается силой F. По условию F=9 H. Поскольку пружины составляют единую систему, сила F растягивает и 2-ю пружину, т.е. F₂=F.
2. Удлинение Δl определяется так:

А это равно 1,5 см.

Ответ: 1,5

✍️ Автор: Даниил Романович | 📄 Скачать PDF |Поставить огонёк: