Решите составную задачу и объясните применимость выбранных законов и приближений.
Как решать
Назовите систему отсчёта и допущения о телах, связях и сопротивлении.
Покажите силы и запишите уравнения динамики или условия сохранения.
Проверьте направления, режим движения и физический смысл ответа.
Попробуйте на примере
Авторские учебные примеры. Упражнения показывают отдельный приём; на экзамене условия могут быть сложнее.
Упражнение 1 · Механика: обоснование модели
Небольшой брусок начинает скользить без начальной скорости вниз по прямой наклонной плоскости длиной 4 м под углом 30°. Коэффициент трения скольжения √3/6, g = 10 м/с². Вращением и воздухом пренебречь. Найдите скорость внизу и обоснуйте модель.
Показать решение и ответ
Систему отсчёта, связанную с Землёй, считаем инерциальной; брусок — материальной точкой. Силы: тяжесть, нормальная реакция и трение против движения.
Поперёк плоскости N = mg cos 30°. Вдоль неё: ma = mg sin 30° − μN.
a = 10(1/2 − (√3/6)(√3/2)) = 2,5 м/с²; ускорение постоянно.
v² = 2as = 20, поэтому v = 2√5 ≈ 4,47 м/с. Положительное a согласуется со скольжением вниз.
Ответ2√5 м/с ≈ 4,47 м/с
Упражнение 2 · Связанные грузы на блоке
Грузы 3 кг и 2 кг соединены лёгкой нерастяжимой нитью через невесомый блок без трения. Найдите ускорение грузов и натяжение нити. g = 10 м/с². Укажите используемую модель.
Показать решение и ответ
Модель: грузы — материальные точки, нить и блок идеальны; натяжение с обеих сторон одинаково, модули ускорений равны.
Для тяжёлого груза: 3g − T = 3a; для лёгкого: T − 2g = 2a.
Складываем: a = (3 − 2)g/(3 + 2) = 2 м/с². Тогда T = 2(g + a) = 24 Н.
Ответa = 2 м/с²; T = 24 Н
Упражнение 3 · Неупругий удар и последующий подъём
Шарик массой 0,1 кг летит горизонтально со скоростью 6 м/с и застревает в подвешенном неподвижном бруске массой 0,2 кг. На какую высоту поднимется система? g = 10 м/с². Удар краткий, сопротивлением воздуха пренебречь.
Показать решение и ответ
Во время краткого удара сохраняется горизонтальный импульс: 0,1 · 6 = (0,1 + 0,2)v, откуда v = 2 м/с.
Кинетическая энергия при ударе не сохраняется: тела слипаются. После удара система движется как единое тело.
На этапе подъёма механическая энергия сохраняется: Mv²/2 = Mgh. Поэтому h = v²/(2g) = 4/20 = 0,2 м.
Ответ0,2 м
Где легко ошибиться
Шаблонное обоснование
Нужно объяснить именно те предположения, которые используются в вашем решении.
Один закон для всех этапов
При ударе и последующем движении действуют разные условия сохранения. Разделяйте процесс на этапы.
Нить может толкать
Идеальная нить передаёт только силу натяжения. Если расчёт требует отрицательного натяжения, нить провисает и выбранная модель движения перестаёт действовать.
Частые вопросы
Почему обоснование оценивают отдельно?
Оно показывает, что формулы выбраны для данной физической ситуации, а не записаны без проверки условий применимости.
Нумерация, форматы ответов и баллы сверены с опубликованными проектами ФИПИ на 2027 год. Примеры авторские: часть показывает формат задания, часть тренирует отдельный приём. Указанное время — учебный ориентир, а не норматив ФИПИ. После утверждения документов нужна повторная сверка.