ГДЗ: Задание 380. Противоречие между невесомостью и точкой А — Динамика криволинейного движения / Физика. 9 класс. Базовый уровень. Сборник вопросов и задач
Законы движения и взаимодействия телСтраница: 62Задания
Задание 380. Противоречие между невесомостью и точкой А
Задания
В точке А на рисунке 85 указана невесомость, радиус 25 м. Найдите скорость и состояние в В.
Условие из сборника, с. 62, фрагмент 1Условие из сборника, с. 62, фрагмент 2
Ответ
На рисунке А находится внизу впадины, а В — на вершине. В А ускорение направлено вверх, поэтому \(N-mg=mv_A^2/R\), то есть \(N=mg+mv_A^2/R>0\). Невесомость \(N=0\) здесь невозможна ни при какой действительной скорости. Буквальное условие противоречиво, однозначного численного ответа нет.
Если автор имел в виду вершину выпуклого участка с радиусом 25 м, то \(mg-N=mv^2/R\). При N=0 получаем \(v=\sqrt{gR}=\sqrt{10\cdot25}=5\sqrt{10}\approx15{,}81\) м/с. Это условный ответ после исправления места невесомости, а не решение напечатанной ситуации.
В реальной нижней точке А гонщик испытывает перегрузку. Для вершины В при сохранении контакта \(N_B=m(g-v_B^2/R_B)\): вес уменьшен, при \(v_B=\sqrt{gR_B}\) равен нулю. Скорость и радиус в В отдельно не даны, поэтому конкретное состояние В нельзя восстановить из противоречивых исходных данных.
Сверка с печатным ответом. Ключ 150 предлагает 15,8 м/с. Это значение√(gR) является условием невесомости на выпуклой вершине. В напечатанном вопросе речь о нижней точке вогнутого участка: там N=mg+mv²/R>0. Нельзя заменить геометрию под ключ.
Что применять при решении
Центростремительное ускорение
\(a_c=v^2/R=\omega^2R\); направлено к центру кривизны.
Нижняя и верхняя точки
Внизу \(N=mg+mv^2/R\), на выпуклой вершине \(N=mg-mv^2/R\), пока контакт сохраняется.
Перегрузка
\(n=N/(mg)\); полная реакция в горизонтальной центрифуге учитывает и тяжесть.
Создать проектГотовый файл Word. Оплата после того, как увидите работу.
Уведомление об авторском праве и цитировании
ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов
используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме,
оправданном поставленной целью.
Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве
(в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).
В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования
указаны для каждого используемого фрагмента.