Добрый день! , , с .маленький шарик массой 200г висит на конце лёгкой нерастяжимой нити.шарику придали минимальную горизонтальную скорость, необходимую для того, чтобы нить с шариком совершила полный оборот.найдите натяжение нити в те моменты t, когда она занимает горизонтальное положение.если можно, , с подробным объяснением.заранее за ответ.

Показать ответ

Ответ:

орпна

09.10.2020 22:12

ответ: 6Н

Объяснение:

Дано: m=200 г = 0,2 кг – масса тела

g= 10 м/сек2

Найти натяжение нити, T, в точке 2 траектории.

Центростремительное ускорение равно:

Fc = $V^{2}$ /R,

где R – радиус окружности, по которой движется тело, в нашем случае R – длина нити,

V – скорость движения тела.

Минимальная скорость, при которой возможен полный оборот грузика на нити – такая скорость, при которой в верхней точке вращения (точка 1 траектории) сила тяжести будет уравновешена центробежной силой. (Натяжение нити в этой точке будет равно нулю). Отсюда получаем:

mg = m $V1^{2}$ /R (1)

Из Уравнения (1) находим:

$V1^{2}$ /R = g (1a)

Когда нить занимает горизонтальное положение (точка 2 траектории), вектор силы тяжести расположен перпендикулярно нити. Его проекция на направление нити равна нулю. Натяжение нити определяется только центробежной силой (Fc) .

Fc = m $V2^{2}$ /R (2)

и T = Fc

V2 найдем из закона сохранения энергии:

В верхней части траектории полная энергия тела составит сумму кинетической и потенциальной энергии в точке 1 и это будет равно сумме кинетической и потенциальной энергии тела в точке 2.

m $V1^{2}$ /2 + mg2R = m $V2^{2}$ /2 + mgR (3)

При записи Уравнения (3) считали, что высота подъема тела при вращении отсчитывается от нижней точки траектории.

Из уравнения (3) получаем

$V2^{2}$ = $V1^{2}$ + 2g

Подставляя это выражение в (2) получим:

T = Fc = m [( $V1^{2}$ + 2gR)/R ] = m ( $V1^{2}$ /R + 2g)

Подставляя в это выражение $V1^{2}$ /R из Уравнения (1а) получим:

T=m(g+2g) = 3mg = 3*0,2*10 = 6Н

ответ: натяжение нити составит 6Н

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика