Две точки одновременно начали движение с одинаковой постоянной скоростью 0,5 см/с по двум концентрическим окружностям, одна по окружности радиусом 5 см, другая - 10 см. Найдите угол между направлениями ускорений точек через 1 мин после начала движения, если в начальный момент точки находились на одном радиусе
от

1 Ответ

дано:  
скорость точек v = 0.5 см/с = 0.005 м/с,  
радиус первой окружности R1 = 5 см = 0.05 м,  
радиус второй окружности R2 = 10 см = 0.1 м,  
время t = 1 мин = 60 с.

найти:  
угол между направлениями ускорений точек через 1 минуту после начала движения.

решение:  
1. Угловая скорость (ω) точки на окружности вычисляется по формуле:
   ω = v / r,  
   где v — линейная скорость, r — радиус.

2. Для первой точки (R1 = 0.05 м):
   ω1 = v / R1 = 0.005 / 0.05 = 0.1 рад/с.

3. Для второй точки (R2 = 0.1 м):
   ω2 = v / R2 = 0.005 / 0.1 = 0.05 рад/с.

4. Ускорение центростремительное (a_c) для каждой точки выражается через угловую скорость и радиус:
   a_c = ω^2 * r.

5. Для первой точки (a_c1):
   a_c1 = ω1^2 * R1 = (0.1)^2 * 0.05 = 0.01 * 0.05 = 0.0005 м/с².

6. Для второй точки (a_c2):
   a_c2 = ω2^2 * R2 = (0.05)^2 * 0.1 = 0.0025 * 0.1 = 0.00025 м/с².

7. Направления ускорений точек перпендикулярны их скорости и направлены к центру окружности. Угол между ускорениями можно найти из соотношения:
   tan(φ) = a_c1 / a_c2.

8. Подставим значения:
   tan(φ) = 0.0005 / 0.00025 = 2.

9. Найдем угол φ:
   φ = arctan(2).

10. Угол φ ≈ 63.43°.

ответ:  
Угол между направлениями ускорений точек через 1 минуту составляет примерно 63.43 градуса.
от