Кулька масою 100г підвішена на нитці завдовжки 40 см описує в горизонтальній площині коло. Кінетична енергія кульки 0,45 Дж. Нитка утворює кут 60° з вертикаллю. Визначити частоту обертання кульки
Обозначим угол наклона как x. Разложим силу тяжести на нормальную N (прижимает тело к поверхности) и тангенциальную T (толкает тело вдоль поверхности) составляющие. N=mg cos(x); T=mg sin(x); Сила трения скольжения равна f=kN, где k - коэффициент трения. Если тело движется без ускорение, значит сумма сил, действующих на него, равна нулю. Нас интересуют только силы, направленные вдоль поверхности. mg*sin(x)-kmg*cos(x)=0; разделим уравнение на mg*cos(x); sin(x)/cos(x)-k=0; tg(x)=k; x=arctg(k); x=arctg(0.7); x=0.6107 рад. x=35 градусов (округлённо)
Пусть скорость мальчика v. Скорость поезда в момент, когда он догонит мальчика, - V. Обозначим ускорение поезда через а. Время, через которое поезд догонит мальчика, обозначим через t. Тогда скорость поезда в момент, когда он догонит мальчика, будет равна V=a*t (пока просто запомним это!) Путь, который пройдет поезд, равен a*t^2/2. Путь, который пробежит мальчик, равен v*t. Эти пути равны. Приравниваем: a*t^2/2=v*t Отсюда (умножаем обе части уравнения на 1/t, это можно сделать поскольку t не равно 0, это надо обязательно указать! Поезд догонит мальчика не МГНОВЕННО, а через некоторый промежуток времени, отличный от 0, иначе ускорение поезда было бы БЕСКОНЕЧНЫМ!): a*t/2=v a*t=2*v Но ведь а*t=V - вспоминаем то, что запомнили - это же скорость поезда в тот момент, когда он догонит мальчика! Значит, V=2*v=2*2=4 м/c Обратите внимание на то, что скорость поезда в тот момент, когда он догонит мальчика, НЕ ЗАВИСИТ ни от УСКОРЕНИЯ поезда, ни от времени "догоняния"! Скорость поезда в тот момент, когда он догонит мальчика, в любом случае, будет он догонять мальчика долю секунды или два часа, будет просто в ДВА РАЗА выше скорости мальчика!
Разложим силу тяжести на нормальную N (прижимает тело к поверхности) и тангенциальную T (толкает тело вдоль поверхности) составляющие.
N=mg cos(x);
T=mg sin(x);
Сила трения скольжения равна f=kN, где k - коэффициент трения.
Если тело движется без ускорение, значит сумма сил, действующих на него, равна нулю. Нас интересуют только силы, направленные вдоль поверхности.
mg*sin(x)-kmg*cos(x)=0; разделим уравнение на mg*cos(x);
sin(x)/cos(x)-k=0;
tg(x)=k;
x=arctg(k);
x=arctg(0.7);
x=0.6107 рад.
x=35 градусов (округлённо)
Пусть скорость мальчика v. Скорость поезда в момент, когда он догонит мальчика, - V. Обозначим ускорение поезда через а. Время, через которое поезд догонит мальчика, обозначим через t. Тогда скорость поезда в момент, когда он догонит мальчика, будет равна V=a*t (пока просто запомним это!)
Путь, который пройдет поезд, равен a*t^2/2. Путь, который пробежит мальчик, равен v*t. Эти пути равны.
Приравниваем:
a*t^2/2=v*t
Отсюда (умножаем обе части уравнения на 1/t, это можно сделать поскольку t не равно 0, это надо обязательно указать! Поезд догонит мальчика не МГНОВЕННО, а через некоторый промежуток времени, отличный от 0, иначе ускорение поезда было бы БЕСКОНЕЧНЫМ!):
a*t/2=v
a*t=2*v
Но ведь а*t=V - вспоминаем то, что запомнили - это же скорость поезда в тот момент, когда он догонит мальчика!
Значит,
V=2*v=2*2=4 м/c
Обратите внимание на то, что скорость поезда в тот момент, когда он догонит мальчика, НЕ ЗАВИСИТ ни от УСКОРЕНИЯ поезда, ни от времени "догоняния"! Скорость поезда в тот момент, когда он догонит мальчика, в любом случае, будет он догонять мальчика долю секунды или два часа, будет просто в ДВА РАЗА выше скорости мальчика!