1. Главная
  2. Библиотека
  3. Теория вероятностей
  4. Шарик, закреплённый на лёгкой нити, движется по окружно...
Разбор задачи

Шарик, закреплённый на лёгкой нити, движется по окружности в вертикальной плоскости в однородном поле тяжести. Наибольшая и наименьшая силы натяжения нити отличаются в 7 раз. Во сколько раз сила натяжения нити в тот момент, когда нить находится в

  • Предмет: Теория вероятностей
  • Автор: Кэмп
  • #Теория вероятностей и математическая статистика
  • #Теория случайных величин
Шарик, закреплённый на лёгкой нити, движется по окружности в вертикальной плоскости в однородном поле тяжести. Наибольшая и наименьшая силы натяжения нити отличаются в 7 раз. Во сколько раз сила натяжения нити в тот момент, когда нить находится в

Условие:

Шарик, закреплённый на лёгкой нити, движется по окружности в вертикальной плоскости в однородном поле тяжести. Наибольшая и наименьшая силы натяжения нити отличаются в 7 раз.

Во сколько раз сила натяжения нити в тот момент, когда нить находится в горизонтальной плоскости, меньше наибольшей силы натяжения нити? Ответ приведите с точностью до сотых. Силу сопротивления воздуха и изменение длины нити в процессе движения считайте пренебрежимо малыми.

Решение:

Пусть нить имеет длину L, а масса шарика m. В динамике движения по вертикальной окружности учитываем, что на шарик действуют сила натяжения T (вдоль нити) и вес mg (направленный вертикально вниз). Если обозначить угол между нитью и вертикалью через θ, то уравнение для центростремительного ускорения выглядит так:

  T – mg cosθ = m·v²/L  (1)

Нам даны два крайних положения:

  1. В нижней точке (θ = 0):
      cos 0 = 1, поэтому (1) даёт
      T₍ₙₑ₋куₙₙₑ₋ₙ₎ = m·v²_bottom/L + mg.
  2. В верхней точке (θ = π):
      cos π = –1, откуда
      T₍ₙₑ₍ₘ₎₎ = m·v²_...

Внутри — полный разбор, аргументация, алгоритм решения, частые ошибки и как отвечать на каверзные вопросы препода, если спросит

Попробуй решить по шагам

Попробуй один шаг и продолжи в режиме обучения или посмотри готовое решение

Какое физическое явление или закон является ключевым для определения скорости шарика в различных точках его траектории при движении по окружности в вертикальной плоскости?

Что нужно знать по теме:

Что нужно знать по теме

Алгоритм решения

Топ 3 ошибок

Что спросит препод

Выбери предмет