Задание 4 Параграф 23 ГДЗ Мякишев 10 класс (Физика)
Решение #1
Решение #2
Решение #3
Решение #4ИИ
Варианты решения:
В верхней точке центростремительное ускорение шарика направлено вниз, к центру окружности. Выберем это направление за положительное. Тогдаmg + F = mv²/l,где F — проекция силы стержня на направление к центру.При m = 0,1 кг, l = 1 м и g ≈ 10 м/с²:1. При v = 2 м/с:F = mv²/l − mg = 0,1 · 2²/1 − 0,1 · 10 = −0,6 Н.Знак «минус» означает, что сила стержня направлена вверх. Её модуль равен 0,6 Н.2. При v = 4 м/с:F = 0,1 · 4²/1 − 0,1 · 10 = 0,6 Н.Сила стержня направлена вниз, к центру окружности. Её модуль равен 0,6 Н.Ответ: при скорости 2 м/с стержень действует на шарик с силой 0,6 Н вверх; при скорости 4 м/с — с силой 0,6 Н вниз.
В верхней точке равнодействующая всех сил должна быть направлена к центру окружности, то есть вертикально вниз. Её величина:Fц = mv²/l.Сила тяжести шарика равна mg = 0,1 · 10 = 1 Н и также направлена вниз.При v = 2 м/с необходимая равнодействующая составляет:Fц = 0,1 · 2² / 1 = 0,4 Н.Сила тяжести больше требуемой равнодействующей на 1 − 0,4 = 0,6 Н. Поэтому стержень действует на шарик с силой 0,6 Н вертикально вверх.При v = 4 м/с:Fц = 0,1 · 4² / 1 = 1,6 Н.Одной силы тяжести недостаточно: стержень должен создать дополнительную силу 1,6 − 1 = 0,6 Н, направленную вниз.Ответ: при скорости 2 м/с сила стержня равна 0,6 Н и направлена вверх; при скорости 4 м/с она равна 0,6 Н и направлена вниз, к центру окружности.
Критическая скорость в верхней точке равна √(gl) ≈ 3,2 м/с. При меньшей скорости стержень поддерживает шарик, а при большей — тянет его к центру.Сила стержня по модулю:F = |mv²/l − mg|.При v = 2 м/с:
F = |0,1 · 4 − 1| = 0,6 Н, направление — вверх.При v = 4 м/с:
F = |0,1 · 16 − 1| = 0,6 Н, направление — вниз, к центру окружности.
F = |0,1 · 4 − 1| = 0,6 Н, направление — вверх.При v = 4 м/с:
F = |0,1 · 16 − 1| = 0,6 Н, направление — вниз, к центру окружности.
Рассмотрим вариант решения задания из учебника
Мякишев, Буховцев 10 класс, Просвещение:
Жёсткий стержень длиной 1 м с прикреплённым к нему шариком массой 100 г вращается равномерно в вертикальной плоскости. Определите модуль и направление силы, с которой стержень действует на шарик в верхней точке, при скоростях шарика 2 м/с и 4 м/с.
