Необходимо найти силу тяжести, действующую на ведро с водой, и сравнить её с силой упругости. Сила тяжести равна:
Fт = m*g = (m ведра + m воды)*g
m воды = р воды*V => Fт = (m ведра + p воды*V)*g = (0,7 + 1000*0,01)*10 = 107 Н
Сила тяжести действует на ведро вниз (будет иметь знак "минус"), а сила упругости - вверх (знак - "плюс"), то есть силы противонаправленны друг другу, тогда равнодействующая равна:
R = Fт + Fупр = (-107) + 107 = 0
Равнодействующая сил равна нулю только тогда, когда тело находится в покое или же движется равномерно (когда нет ускорения, а скорость постоянна). Следовательно, согласно условиям задачи, ведро движется, а его движение является прямолинейным равномерным.
Это самый страшный подвох задач на вращательное движение
Сначала рассмотрим гипотетическую ситуацию, когда у нас две минутные стрелки вращаются с одинаковой скоростью и угол между ними все время 180 градусов. Скорости их концов все время противоположно направлены. Казалось бы, максимальная скорость удаления, но нет. Очевидно, что концы стрелок вообще не удаляются друг от друга и не сближаются.
Противоречие? нет. Скорость удаления это не просто "одна скорость минус другая", это скорость первой точке, в системе отсчета, где вторая точка покоится. Например, скорость минутной стрелки в системе отсчета, где часовая покоится. Но система отсчета, где часовая стрелка покоится - это вращающаяся система координат. И мало просто вычесть одну скорость из другой для нахождения относительной скорости, надо еще учесть это вращающееся слагаемое.
Примерно это же и предлагает приведенное решение. Мы переходим в СО, где минутная стрелка покоится. И мы ищем тот момент, когда вся относительная часовой стрелки направлена вдоль прямой, соединяющей концы стрелок. Он правильно построен на рисунке. В другие моменты скорость конца часовой стрелки лишь частично проецируется на прямую, соединяющую концы стрелок и скорость удаления меньше. И конечно же, когда угол между стрелками 180 градусов, она не проецируется на эту прямую вообще и скорость удаления наоборот минимальна - 0
Дано:
m ведра = 0,7 кг
V = 10 л = 10/1000 = 0,01 м³
Fупр = 107 Н
р воды = 1000 кг/м³
g = 10 м/с²
R - ?
Необходимо найти силу тяжести, действующую на ведро с водой, и сравнить её с силой упругости. Сила тяжести равна:
Fт = m*g = (m ведра + m воды)*g
m воды = р воды*V => Fт = (m ведра + p воды*V)*g = (0,7 + 1000*0,01)*10 = 107 Н
Сила тяжести действует на ведро вниз (будет иметь знак "минус"), а сила упругости - вверх (знак - "плюс"), то есть силы противонаправленны друг другу, тогда равнодействующая равна:
R = Fт + Fупр = (-107) + 107 = 0
Равнодействующая сил равна нулю только тогда, когда тело находится в покое или же движется равномерно (когда нет ускорения, а скорость постоянна). Следовательно, согласно условиям задачи, ведро движется, а его движение является прямолинейным равномерным.
ответ: R = 0, движение прямолинейное равномерное.
Это самый страшный подвох задач на вращательное движение
Сначала рассмотрим гипотетическую ситуацию, когда у нас две минутные стрелки вращаются с одинаковой скоростью и угол между ними все время 180 градусов. Скорости их концов все время противоположно направлены. Казалось бы, максимальная скорость удаления, но нет. Очевидно, что концы стрелок вообще не удаляются друг от друга и не сближаются.
Противоречие? нет. Скорость удаления это не просто "одна скорость минус другая", это скорость первой точке, в системе отсчета, где вторая точка покоится. Например, скорость минутной стрелки в системе отсчета, где часовая покоится. Но система отсчета, где часовая стрелка покоится - это вращающаяся система координат. И мало просто вычесть одну скорость из другой для нахождения относительной скорости, надо еще учесть это вращающееся слагаемое.
Примерно это же и предлагает приведенное решение. Мы переходим в СО, где минутная стрелка покоится. И мы ищем тот момент, когда вся относительная часовой стрелки направлена вдоль прямой, соединяющей концы стрелок. Он правильно построен на рисунке. В другие моменты скорость конца часовой стрелки лишь частично проецируется на прямую, соединяющую концы стрелок и скорость удаления меньше. И конечно же, когда угол между стрелками 180 градусов, она не проецируется на эту прямую вообще и скорость удаления наоборот минимальна - 0