Задача по физике Малое тело скользит без трения по внутренней поверхности сферической чаши начальный радиус вектор направлен горизантально начало координат расположено в геометрическом центре чаши максимальный вес малого тела равен 6h какова масса тела? Рез выразите в граммах. Значение ускорения свободного падения примите равным 10м/с2
Для решения этой задачи воспользуемся условием равновесия сил: центростремительной силы, действующей на тело, должна быть равна гравитационной силе, направленной вниз.
Центростремительная сила определяется как Fc=mac,F_c = m a_c,Fc=mac,
где ac=v2/Ra_c = v^2/Rac=v2/R - центростремительное ускорение, vvv - скорость тела, RRR - радиус поворота тела (в данном случае радиус чаши).
Гравитационная сила равна Fg=mg,F_g = m g,Fg=mg, где g=10м/с2g = 10 м/с^2g=10м/с2 - ускорение свободного падения.
Поскольку эти силы равны между собой, получаем уравнение: mac=mg,m a_c = m g,mac=mg, или m⋅(v2/R)=m⋅g.m \cdot (v^2/R) = m \cdot g.m⋅(v2/R)=m⋅g.
Сокращаем mmm и RRR и получаем: v=gR=10⋅6h=10⋅6⋅hv = \sqrt{gR} = 10 \cdot \sqrt{6h} = 10 \cdot \sqrt{6} \cdot \sqrt{h}v=gR=10⋅6h=10⋅6⋅h.
Так как кинетическая энергия тела в начальный момент времени равна потенциальной энергии: m⋅v2/2=m⋅g⋅h,m \cdot v^2/2 = m \cdot g \cdot h,m⋅v2/2=m⋅g⋅h,
подставляем значение vvv: m⋅100⋅6⋅h/2=m⋅6⋅10h,m \cdot 100 \cdot 6 \cdot h /2 = m \cdot 6 \cdot 10h,m⋅100⋅6⋅h/2=m⋅6⋅10h, откуда m=10⋅6⋅2=120г.m = 10 \cdot 6 \cdot 2 = 120 г.m=10⋅6⋅2=120г.
Для решения этой задачи воспользуемся условием равновесия сил: центростремительной силы, действующей на тело, должна быть равна гравитационной силе, направленной вниз.
Центростремительная сила определяется как Fc=mac,F_c = m a_c,Fc =mac , где ac=v2/Ra_c = v^2/Rac =v2/R - центростремительное ускорение, vvv - скорость тела, RRR - радиус поворота тела (в данном случае радиус чаши).
Гравитационная сила равна Fg=mg,F_g = m g,Fg =mg, где g=10м/с2g = 10 м/с^2g=10м/с2 - ускорение свободного падения.
Поскольку эти силы равны между собой, получаем уравнение: mac=mg,m a_c = m g,mac =mg, или m⋅(v2/R)=m⋅g.m \cdot (v^2/R) = m \cdot g.m⋅(v2/R)=m⋅g.
Сокращаем mmm и RRR и получаем: v=gR=10⋅6h=10⋅6⋅hv = \sqrt{gR} = 10 \cdot \sqrt{6h} = 10 \cdot \sqrt{6} \cdot \sqrt{h}v=gR =10⋅6h =10⋅6 ⋅h .
Так как кинетическая энергия тела в начальный момент времени равна потенциальной энергии: m⋅v2/2=m⋅g⋅h,m \cdot v^2/2 = m \cdot g \cdot h,m⋅v2/2=m⋅g⋅h,
подставляем значение vvv: m⋅100⋅6⋅h/2=m⋅6⋅10h,m \cdot 100 \cdot 6 \cdot h /2 = m \cdot 6 \cdot 10h,m⋅100⋅6⋅h/2=m⋅6⋅10h, откуда m=10⋅6⋅2=120г.m = 10 \cdot 6 \cdot 2 = 120 г.m=10⋅6⋅2=120г.
Таким образом, масса тела равна 120 граммам.