Поскольку ни период, ни время, ни частота оборотов в условии не заданы, определить тангенциальное ускорение в метрах за секунду в квадрате не представляется возможным. Ничего не остаётся, как привязать это ускорение к углу поворота, тогда у нас будут единицы м/(рад*с)
За нулевой уровень потенциальной энергии системы "мяч - Земля" принимаем поверхность Земли E₁ = m * v₁² / 2 + m * g * h - полная механическая энергия на высоте 6 м E₂ = m * v₂² / 2 - полная механическая энергия на поверхности Земли Запишем закон сохранения энергии с учетом действия внешних сил на механическую систему E₂ - E₁ = Aсопр. Асопр. = m * v₂² / 2 - (m * v₁² / 2 + m * g * h) =m * v₂² / 2 - m * v₁² / 2 - m * g * h Асопр. = 0,2 кг * (10 м/с)² / 2 - 0,2 кг * (4 м/с)² / 2 - 0,2 кг * 10 м/с² * 6 м = = 10 Дж - 1,6 Дж - 12 Дж = - 3,6 Дж
Согласно условию скорость зависит от угла поворота $v(\phi)=\frac{\phi}{2\pi}*V$
Нормально ускорение: $a_n=\frac{v^2}{R}$
а) $\phi=2\pi$ $a_n=\frac{V^2}{R}$
б) $\phi=\pi$ $v(\phi)=\frac{\pi}{2\pi}*V=\frac{V}{2}$ $a_n=\frac{V^2}{4R}$
в) $\phi=\frac{\pi}{2}$ $v(\phi)=\frac{\frac{pi}{2}}{2\pi}*V=\frac{V}{4}$
$a_n=\frac{V^2}{16R}$
г) $\phi=\frac{\pi}{3}$ $v(\phi)=\frac{\frac{pi}{3}}{2\pi}*V=\frac{V}{6}$
$a_n=\frac{V^2}{36R}$
д) $\phi=0$ $a_n=0$
Тангенциальное ускорение:
Поскольку ни период, ни время, ни частота оборотов в условии не заданы, определить тангенциальное ускорение в метрах за секунду в квадрате не представляется возможным. Ничего не остаётся, как привязать это ускорение к углу поворота, тогда у нас будут единицы м/(рад*с)
Тангенциальное ускорение $a_{tau}=\frac{V-0}{2\pi}=\frac{V}{2\pi}$
Оно будет постоянным для всего оборота $a_{tau}=\frac{V}{2*3,14}\approx 0,16V$
а) $\phi=2\pi$ $a_{tau}\approx 0,16V$
б) $\phi=\pi$ $a_{tau}\approx 0,16V$
в) $\phi=\frac{\pi}{2}$ $a_{tau}\approx 0,16V$
г) $\phi=\frac{\pi}{3}$ $a_{tau}\approx 0,16V$
д) $\phi=0$ $a_{tau}\approx 0,16V$
Полное ускорение: $a=\sqrt{a_n^2+a_{\tau}^2}$
а) $\phi=2\pi$ $a=\sqrt{(\frac{V^2}{R})^2+(0,16V)^2}$
б) $\phi=\pi$ $a=\sqrt{(\frac{V^2}{4R})^2+(0,16V)^2}$
в) $\phi=\frac{\pi}{2}$ $a=\sqrt{(\frac{V^2}{16R})^2+(0,16V)^2}$
г) $\phi=\frac{\pi}{3}$ $a=\sqrt{(\frac{V^2}{36R})^2+(0,16V)^2}$
д) $\phi=0$ $a=\sqrt{(0,16V)^2}=0,16V$
E₁ = m * v₁² / 2 + m * g * h - полная механическая энергия на высоте 6 м
E₂ = m * v₂² / 2 - полная механическая энергия на поверхности Земли
Запишем закон сохранения энергии с учетом действия внешних сил на механическую систему
E₂ - E₁ = Aсопр.
Асопр. = m * v₂² / 2 - (m * v₁² / 2 + m * g * h) =m * v₂² / 2 - m * v₁² / 2 - m * g * h
Асопр. = 0,2 кг * (10 м/с)² / 2 - 0,2 кг * (4 м/с)² / 2 - 0,2 кг * 10 м/с² * 6 м =
= 10 Дж - 1,6 Дж - 12 Дж = - 3,6 Дж