Question

Шарик соскальзывает без трения с верхнего конца наклонного желоба, переходящего в "мертвую петлю" радиусом R. Чему равна сила давления шарика на желоб в верхней точке петли, если масса шарика равна 100 г, а верхний конец желоба поднят на высоту 3 R по отношению к нижней точке "мертвой петли"?Помогите решить,пожалуйста,желательно с рисунком.

Answer 1

• изначально шарик на высоте 3R обладал только потенциальной энергией. затем, достигнув верхнего конца мертвой петли, шарик стал обладать кинетической энергией и потенциальной 2R. запишем закон сохранения энергии

3 mgR = (m v²)/2 + 2 mgR,

mgR = (m v²)/2,

v² = 2 gR.

• запишем уравнение динамики для шарика в верхней точке мертвой петли

N + mg = ma,

N = m (a - g),

N = m ((2gR)/R - g),

N = mg = 1 H

○ так как сила нормальной реакции опоры равна по 3 закону Ньютона силе нормального давления (весу), то N = P = 1 H