368 стр. 53, Рымкевич А.П. Физика 10-11 класс. Задачник

Главная/ 10 класс/ Физика/ Рымкевич А.П. Физика 10-11 класс. Задачник/ 368 стр. 53

Рымкевич А.П. Физика 10-11 класс. Задачник

1...361362363...375

368 стр. 53

Условие

В школьном опыте с «мертвой петлей» брусок массой m отпущен с высоты ( — радиус петли). С какой силой давит брусок на опору в нижней и верхней точках петли?

В школьном опыте с «мертвой петлей» брусок массой m отпущен с высоты $h = 3 R$ ( $R$ — радиус петли). С какой силой давит брусок на опору в нижней и верхней точках петли?

Решение #1

Запишем закон сохранения энергии:

$E_{1} = E_{2} E_{к 1} + E_{п 1} = E_{к 2} + E_{п 2} 0 + m g h = \frac{m υ^{2}}{2} + 0 υ^{2} = 2 g h$

Тогда скорость бруска в нижней точке траектории равна:

$υ_{1}^{2} = 2 g \cdot 3 R = 6 g R$

Второй закон Ньютона для нижней точки траектории:

$\{\begin{cases} P — m g = m a \\ a = \frac{υ^{2}}{R} \end{cases} \Rightarrow P = m g + \frac{m υ^{2}}{R} \Rightarrow P = m g + \frac{6 m g R}{R} = 7 m g$

Скорость в верхней точке траектории:

$m g h = \frac{m υ_{2}^{2}}{2} + m g \cdot 2 R υ_{2}^{2} = 6 m g R — 4 m g R υ_{2}^{2} = 2 m g R$

Второй закон Ньютона для верхней точки траектории:

$\{\begin{cases} P + m g = m a \\ a = \frac{υ^{2}}{R} \end{cases} \Rightarrow P = \frac{m υ^{2}}{R} — m g \Rightarrow P = \frac{2 m g R}{R} — m g = m g$

Сообщить об ошибке

1...361362363...375