Физтех 2025, 11 класс, второй тур, задача 2

Сложная
Механика
Источник:
Олимпиада школьников «Физтех» по физике, Отборочный этап, 2025, 11 класс, Второй тур

На гладкой горизонтальной плоскости расположен клин. Гладкая наклонная плоскость клина образует с горизонтом угол такой, что . Шайбу удерживают на гладкой наклонной плоскости клина, а затем отпускают. Система приходит в движение, начальные скорости шайбы и клина нулевые. Масса клина , масса шайбы . Ускорение свободного падения . Клин и шайба движутся поступательно и прямолинейно.

Определите модуль силы, с которой горизонтальная плоскость действует на клин. Ответ приведите в с округлением до целых.

Войдите, чтобы проверять ответы

Ответ. .

Рисунок 1 к решению

Рисунок 2 к решению

Решение. Для определения ускорения клина рассмотрим движение каждого из тел. Силы, приложенные к телам, указаны на рис. 1, . Второй закон Ньютона для клина:

для шайбы:

Переходя к проекциям сил и ускорений на ось , получаем

Проекцию ускорения шайбы на направление наклонной плоскости найдем из второго закона Ньютона:

Ускорения клина и шайбы связаны законом сложения ускорений . Из треугольника ускорений (рис. 2) следует

Из приведенных соотношений находим ускорение клина:

Далее

Похожие задачи

Физтех 2025, 10 класс, второй тур, задача 9

Вектор скорости материальной точки изменяется со временем по закону vec V(t)=vec V0(b-(t/T)), где V0=1,м/с, постоянные b=2, T=3,с. Найдите путь, пройденный материальной точкой за время от t=0 до 12,с. Ответ приведите в [м] с точностью до целого числа.
Сложная
Механика

Физтех 2025, 11 класс, первый тур, задача 6

Два протона в некоторый момент времени находятся на расстоянии L=3,см друг от друга и движутся с одинаковыми по модулю скоростями vec v1 и vec v2, составляющими угол α=45circ с прямой, проходящей в этот момент через заряды (см. рис.). Потенциальная энергия кулоновско
Сложная
Механика
Электричество и магнетизм

Физтех 2023, 11 класс, третий тур, задача 3

На горизонтальной поверхности лежит доска, на доске лежит брусок. Доска совершает горизонтальные колебания по закону x(t)=Asin(3,с-1t-(π/4)). Найти коэффициент трения между доской и бруском, если брусок начинает скользить по доске, когда A достигает 10,см. Ускорение свободного падения при
Сложная
Механика
Электричество и магнетизм

Физтех 2025, 11 класс, третий тур, задача 7

Отрицательный точечный заряд находится на расстоянии b=0,6,м от бесконечной проводящей плоскости. На каком расстоянии от точечного заряда поверхностная плотность заряда, индуцированного на плоскости, в n=8 раз меньше максимальной? Ответ приведите в [м] с округлением до десятых.
Сложная
Механика
Электричество и магнетизм