Question

Вантаж що має масу 20 г і прикріплений до кінця невагомого стрижня завдовжки 40 см, рівномірно обертається у вертикальній площині з швидкістю 4 м/с. Яка сила натягу стрижня у момент, коли вантаж проходить верхню точку своєї траєкторії?

Answer 1

Ответ:

Т=0,6 Н

Объяснение:

см фото

Answer 2

Для вирішення цієї задачі використаємо закон збереження енергії механічної системи у випадку обертального руху.

На вантаж діє центростремальна сила, спрямована до центру обертання. У верхній точці траєкторії ця сила натягу максимальна, оскільки вона забезпечує необхідну центростремальну силу для утримання вантажу у верхній точці колового руху.

Використаємо формулу для центростремальної сили у випадку обертального руху:

\[ F_{\text{центр}} = \frac{m v^2}{r} \]

де: \( F_{\text{центр}} \) - центростремальна сила, \( m \) - маса вантажу, \( v \) - швидкість руху, \( r \) - радіус обертання.

Маса вантажу \( m = 20 \, \text{г} = 0.02 \, \text{кг} \), Швидкість руху \( v = 4 \, \text{м/с} \), Радіус обертання \( r = 40 \, \text{см} = 0.4 \, \text{м} \).

Підставимо відомі значення у формулу:

\[ F_{\text{центр}} = \frac{0.02 \, \text{кг} \times (4 \, \text{м/с})^2}{0.4 \, \text{м}} \] \[ F_{\text{центр}} = \frac{0.02 \times 16}{0.4} \, \text{Н} \] \[ F_{\text{центр}} = \frac{0.32}{0.4} \, \text{Н} \] \[ F_{\text{центр}} = 0.8 \, \text{Н} \]

Отже, сила натягу стрижня у верхній точці траєкторії вантажу дорівнює 0.8 Ньютона.