Задача 5. На шероховатой поверхности лежит брусок массой 1 кг. На него начинает действовать сила F, направ- ленная вдоль поверхности и зависящая от времени так, как показано на графике слева. Зависимость работы этой силы от времени представлена на графике справа. Из приведённого ниже списка выберите все верные утвер- ждения на основании анализа представленных графиков.

Решение:

Анализируем график зависимости силы от времени (слева):

• С 0 до 10 с: сила F линейно возрастает от 0 до 2 Н. Скорость постоянна, потому что ускорение не равно нулю (F > Fтр).
• С 10 до 12 с: сила F = 2 Н. Эта сила равна силе трения скольжения, поэтому брусок движется с постоянной скоростью (ускорение равно нулю).
• С 12 до 20 с: сила F линейно возрастает от 2 до 6.5 Н. Это значит, что брусок движется с ускорением.

Анализируем график зависимости работы от времени (справа):

• С 0 до 10 с: работа A = 0. Это означает, что сила F не совершает работу, хотя и действует. Вероятно, брусок стоит на месте, либо сила трения равна внешней силе F. Так как сила F возрастает, а скорость постоянна, то первый пункт неверен.
• С 10 до 12 с: работа A = 0. Значит, скорость постоянна, но работа не совершается. Это противоречит движению.
• С 12 до 20 с: работа A растёт линейно. Это означает, что ускорение постоянное, и скорость также постоянна.

Рассмотрим утверждения:

1. Неверно. С 0 до 10 с сила F возрастает, значит, ускорение должно быть, если нет противодействующей силы. Если бы скорость была постоянной, то F=Fтр. Но F растет.
2. Неверно. Если бы скорость была постоянной, то работа была бы равна 0, но работа растет.
3. Верно. С 10 до 12 с сила F=2Н, и скорость постоянна. Это возможно, если сила трения равна 2Н.
4. Неверно. С 12 до 20 с работа растет линейно, значит, ускорение должно быть постоянным.
5. Верно. Если работа равна 0, то скорость постоянна.

Ответ: 3, 5