Диск катится без проскальзывания с постоянной скоростью  10 см/с вниз по наклонной плоскости, составляющей угол 60° с горизонтом. Найдите модуль скорости верхней точки диска.
от

1 Ответ

Дано:  
Скорость катящегося диска v = 0.1 м/с.  
Угол наклона плоскости α = 60°.

Найти:  
Модуль скорости верхней точки диска.

Решение с расчетом по имеющимся данным:  
Модуль скорости верхней точки диска можно выразить через скорость центра масс и угловую скорость:  
v_верх = √(v^2 + (rω)^2),  
где r - радиус диска, ω - угловая скорость.

Угловая скорость связана с линейной скоростью и радиусом:  
ω = v / r.

Подставим угловую скорость в формулу для модуля скорости верхней точки:  
v_верх = √(v^2 + (v^2 / r)^2).

Радиус диска можно найти из геометрических соображений:  
r = h / sin(α),  
где h - высота подъема.

Рассчитаем высоту подъема:  
h = sin(α) * v * t,  
где t - время движения.

Подставим радиус обратно в формулу для модуля скорости верхней точки:  
v_верх = √(v^2 + (v^2 / (h / sin(α)))^2).

Подставим известные значения и рассчитаем модуль скорости верхней точки диска:  
v_верх = √(0.1^2 + (0.1^2 / ((sin(60°) * 0.1)/0.1))^2) ≈ 0.15 м/c.

Ответ:  
Модуль скорости верхней точки диска составляет примерно 0.15 м/с.
от