Единичная муха (m = 1 кг, v = 1 м/с) скользит лапами без трения по единичной плоскости Лобачевского (k = -1/м^2) головой вперед, а к правому боку мухи приложена постоянная по модулю сила F, направленная в каждой точке по нормали к траектории.
При каком значении F (в ньютонах) траектория мухи представляет из себя окружность?

26 Фев в 19:40
23 +1
0
Ответы
1

Чтобы определить значение силы F F F, при котором траектория мухи представляет собой окружность, нужно проанализировать движение этого объекта на поверхности с постоянной отрицательной кривизной плоскостьЛобачевскогоплоскость ЛобачевскогоплоскостьЛобачевского.

Для окружности радиусом R R R на поверхности с кривизной k=−1 k = -1 k=1 тоестьспостояннымотрицательнымзначениемто есть с постоянным отрицательным значениемтоестьспостояннымотрицательнымзначением, centripetal acceleration ac a_c ac будет равна:

ac=v2R. a_c = \frac{v^2}{R}.
ac =Rv2 .

Мы знаем, что на плоскости Лобачевского радиус окружности связан с кривизной следующим образом:

R=1k=−1 (в нашем случае, так как k=−1). R = \frac{1}{k} = -1 \text{ (в нашем случае, так как } k = -1).
R=k1 =1 (в нашем случае, так как k=1).

Таким образом, радиус окружности будет равен 1.

Теперь, подставим значение радиуса окружности в уравнение для центробежного ускорения:

ac=v2R=121=1 м/с2. a_c = \frac{v^2}{R} = \frac{1^2}{1} = 1 \text{ м/с}^2.
ac =Rv2 =112 =1 м/с2.

Сила, действующая на муху в направлении нормали к траектории, должна соответствовать массе мухи и центробежному ускорению:

F=m⋅ac=1 кг⋅1 мс2=1 Н. F = m \cdot a_c = 1 \, \text{кг} \cdot 1 \, \frac{\text{м}}{\text{с}^2} = 1 \, \text{Н}.
F=mac =1кг1с2м =1Н.

Таким образом, сила F F F, при которой траектория мухи будет представлять собой окружность, равна:

1 Н. \boxed{1} \text{ Н}.
1 Н.

26 Фев в 19:42
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир