Question

Шар, привязанный к верёвке длиной 1м., движется по окружности в вертикальной плоскости с постоянной скоростью. Каков должен быть период движения шара, чтобы он оказался невесомым в верхней точке окружности? ​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Вес в верхней точке:

P = m·(g-a)

Поскольку шар невесом, то ускорение

a = g

Но a - центростремительное  ускорение, тогда:

a = g = ω²·R

ω = √ (g/R)

Циклическая частота:

ω = 2π/T

имеем:

T = 2π / ω

T = 2π / √(g/R)

T = 2π·√ (R/g)

Answer 2

Чтобы шар оказался невесомым в верхней точке окружности, внешняя сила натяжения веревки должна полностью уравновесить силу тяжести. Верхняя точка окружности - это точка, в которой сила натяжения направлена вниз, а сила тяжести направлена вверх.

Поэтому, чтобы шар оказался невесомым в верхней точке окружности, сила натяжения должна быть равной нулю. Это возможно только в случае, если веревка становится недеформируемой (то есть ее длина остается постоянной), и шар движется по окружности с постоянной скоростью без каких-либо ускорений.

Период движения шара по окружности определяется формулой:

T = 2πR/V,

где T - период, R - радиус окружности, V - скорость шара.

В данном случае радиус окружности равен длине веревки, то есть 1 метр. Поскольку шар движется с постоянной скоростью, скорость V остается постоянной. Поэтому, чтобы шар оказался невесомым в верхней точке окружности, период движения T должен быть таким, чтобы сила натяжения была равна нулю. Это происходит в верхней точке, когда веревка перестает оказывать какое-либо ускоряющее воздействие на шар.

Таким образом, период движения шара должен быть выбран таким, чтобы шар двигался с постоянной скоростью по окружности без каких-либо ускорений.