Подвешенный на нити груз равномерно движется по окружности радиусом 20 см в горизонтальной плоскости. При этом нить отклонена от вертикали на угол, равный 45°.
а)  Как направлена равнодействующая приложенных к грузу сил?
б)  Чему равна длина нити?
в)  Чему равна скорость груза?
от

1 Ответ

Дано:
Радиус окружности, r = 20 см = 0.2 м
Угол отклонения нити от вертикали, α = 45°

а) Найти направление равнодействующей сил.

Равнодействующая сила будет направлена к центру окружности, так как груз движется по круговой траектории и испытывает центростремительное ускорение.

Ответ:
Равнодействующая сила направлена к центру окружности.

б) Найти длину нити.

Длина нити может быть найдена как гипотенуза прямоугольного треугольника, где радиус окружности - это одна из катетов, а длина нити - гипотенуза.
Используем тригонометрические функции:
l = r / cos(α),
где l - длина нити.

Подставляем известные значения:
l = 0.2 / cos(45°) ≈ 0.283 м

Ответ:
Длина нити равна примерно 0.283 м.

в) Найти скорость груза.

Скорость груза на окружности равна произведению радиуса на угловую скорость:
v = r * ω,
где v - скорость груза, ω - угловая скорость.

Угловая скорость можно найти из условия равномерного движения:
ω = Δθ / Δt,
где Δθ - угловое расстояние, соответствующее углу отклонения нити, Δt - время, за которое происходит это отклонение.

Поскольку груз движется равномерно, угловая скорость постоянна.

Ответ:
Скорость груза равна r * ω, где ω - угловая скорость, соответствующая углу отклонения нити от вертикали.
от