На какую величину можно определить силу натяжения веревки вверху и внизу траектории, когда камень массой

  • 33
На какую величину можно определить силу натяжения веревки вверху и внизу траектории, когда камень массой 400 г равномерно вращается в вертикальной плоскости на веревке длиной 1 м со скоростью 2 м/с?
Лось
38
Прежде чем рассмотреть решение задачи, давайте определимся с некоторыми величинами:

m - масса камня (в данном случае 400 г или 0.4 кг)
v - скорость движения камня по окружности (в данном случае 2 м/с)
r - радиус окружности, по которой движется камень (в данном случае длина веревки, то есть 1 м)

Используя формулу для центростремительного ускорения:

\(a = \frac{{v^2}}{{r}}\)

мы можем найти ускорение камня.
Подставляя известные значения:

\(a = \frac{{(2 м/с)^2}}{{1 м}} = 4 м/с^2\)

Так как веревка не растянута и не сжата, сила натяжения веревки действует в каждой ее точке и направлена к центру окружности.
Сила натяжения веревки может быть определена с использованием второго закона Ньютона для центростремительного движения:

\(F = m \cdot a\)

Подставляя известные значения:

\(F = 0.4 кг \cdot 4 м/с^2 = 1.6 H\)

Итак, сила натяжения веревки составляет 1.6 Ньютона как вверху, так и внизу траектории движения камня.