Задание 27. Определите жёсткость k пружины.: ЕГЭ по физике

Задание 27 ЕГЭ по физике — расчётная задача повышенной сложности с развёрнутым ответом, проверяющая умение применять законы динамики (второй закон Ньютона, силы упругости, трения, натяжения нити) к системе связанных тел. В демоверсии требуется определить жёсткость пружины, соединяющей два груза…

Что нужно знать

• Второй закон Ньютона в векторной и проекционной форме: ΣF = ma.
• Сила упругости пружины: F = k·Δl, где Δl = |L – l0| — удлинение (или сжатие) пружины.
• Сила натяжения невесомой нерастяжимой нити одинакова по модулю вдоль всей нити.
• Сила трения скольжения: Fтр = μN, направлена против относительной скорости движения.
• Нормальная реакция опоры N = mg при горизонтальной поверхности без вертикальных ускорений.
• Кинематическая связь: при нерастяжимой нити тела, соединённые ею, имеют одинаковые по модулю ускорения (и скорости).

Термины и понятия

• Жёсткость пружины (k): коэффициент пропорциональности между силой упругости и удлинением пружины; измеряется в Н/м.
• Удлинение пружины (Δl): разность между текущей длиной и длиной в недеформированном состоянии; Δl = L – l0.
• Сила упругости: сила, возникающая при деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное состояние; для пружины F = kΔl.
• Сила натяжения нити (T): сила, действующая на тело со стороны нити вдоль её длины.
• Сила трения скольжения: сила, возникающая при относительном движении соприкасающихся поверхностей и направленная против скорости…
• Нормальная реакция опоры (N): сила, с которой опора действует на тело перпендикулярно поверхности контакта.
• Нерастяжимая нить: нить, длина которой не меняется при движении; обеспечивает равенство модулей ускорений связанных тел.
• Невесомая нить (пружина): нить (пружина), масса которой пренебрежимо мала; сила натяжения (упругости) одинакова вдоль всей длины.

Частые ошибки

• Неверное направление силы трения: ученик направляет её по движению или забывает, что она противоположна относительной скорости.
• Забывают, что пружина действует на оба груза: учитывают силу упругости только для одного тела, что приводит к неверным уравнениям.
• Ошибочно считают, что при постоянной длине пружины ускорения грузов различны; на самом деле их относительное ускорение равно нулю, значит, ускорения одинаковы.
• Путают длину пружины L и удлинение Δl: подставляют в закон Гука L вместо (L – l0).

Как пройти тему

В курсе «Физика» тема «Задание 27. Определите жёсткость k пружины.» занимает 6 занятий по 40 минут: репетитор объясняет материал, задаёт вопросы как на экзамене, разбирает ваши ответы и в конце ставит оценку. Это обзор темы, полный разбор — в занятии. ИИ может ошибаться: проверяйте важное по учебнику. Занятия не заменяют живого репетитора и не гарантируют результат на экзамене.

← Предыдущая тема: Задание 26. Кинематика, динамика, законы сохранения, статика

Все темы: ЕГЭ по физике