ГДЗ: Задание 547. Почему для вертикального круга нужна прочность 6mg — Закон сохранения механической энергии / Физика. 9 класс. Базовый уровень. Сборник вопросов и задач
Законы движения и взаимодействия телСтраница: 85Задачи-исследования
Задание 547. Почему для вертикального круга нужна прочность 6mg
Задачи-исследования
Докажите утверждение Гюйгенса о натяжении нити при вертикальном вращении шара.
Условие из сборника, с. 85, фрагмент 1
Ответ
В верхней точке \(T_{\rm верх}+mg=mv_{\rm верх}^2/R\). Чтобы нить не провисала, \(v_{\rm верх}^2\ge gR\). По энергии между верхом и низом \(v_{\rm низ}^2=v_{\rm верх}^2+4gR\ge5gR\). Внизу \(T_{\rm низ}-mg=mv_{\rm низ}^2/R\), следовательно \(T_{\rm низ}\ge6mg\).
Именно внизу натяжение максимально. Прочность меньше 6mg исключает полный круг в этой модели. При строго предельной скорости наверху T=0, а внизу T=6mg; для запаса натяжения и невырожденного движения требуется немного больше 6mg. Груз рассматривается точечным, нить — невесомой и нерастяжимой.
Что применять при решении
Сохранение механической энергии
\(K_0+U_0=K_1+U_1\) при отсутствии работы неконсервативных сил.
Изменение энергии
\(\Delta(K+U)=A_{\rm неконс}\).
Пружина и тяжесть
При сжатии вертикальной пружины тяжесть продолжает совершать работу на дополнительном пути.
Нулевой уровень
Все высоты и энергии в одном расчёте должны относиться к согласованному нулю.
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.
