Задание №91512 ЕГЭ Физике

Обоснование

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

2. Все тела движутся поступательно, поэтому их можно считать материальными точками.

3. Так как грузы являются материальными точками, то описывать их движение в ИСО будем, используя законы Ньютона.

4. Учитывая, что нить нерастяжима, делаем вывод, что все тела движутся с одинаковым ускорением

5. Учитывая, что нить невесома, блок идеальный, делаем вывод, что силы натяжения, приложенные к телам, равны по модулю

6. Силы, действующие на тело, постоянные, а значит его движение можно считать равноускоренным, что следует из второго закона Ньютона.

Решение

Расставим силы, действующие на тела.

Здесь – сила реакции опоры, и – силы натяжения нити, – сила трения, и – ускорения бруска и груза соответственно.
Запишем второй закон Ньютона для каждого из тел

 

Спроецируем вторые законы Ньютона на оси и

Так как нить нерастяжима , а так как невесома и блок идеален, то . Тогда

Сила трения скольжения равна

Тогда систему уравнений можно записать в виде

Перемещение тела находится по формуле:

где – начальная скорость тела.
Отсюда

где – начальное расстояние от поверхности стола до грузика.
Объединим (1) и (2)