Question

Какую силу натяжения должна выдерживать нить, чтобы на ней можно было вращать шарик массой m=0,5 кг в вертикальной плоскости? Ответ выразить в Н, округлив до целых. Ускорение свободного падения g=10 м/с2

Answer 1

Максимальное натяжение нити при вращении шарика в вертикальной плоскости (при минимальном центростремительном ускорении, с которым вращение ещё возможно)  равно весу шарика в нижней точке траектории.
R₁ = m(g+a) где a - центростремительное ускорение.
В верхней точке траектории при минимальной скорости, обеспечивающей круговую траекторию шарика
R₂ = 0 = m(g-a)
значит, минимальное значение центростремительного ускорения равно g
a = g
Следовательно, нить должна выдерживать натяжение, равное удвоенному весу покоящегося шарика:
R₁ = m(g+g) = 2mg = 2*0.5*10 = 10 Н
Нить должна выдерживать силу натяжения не менее 10 Н.

Answer 2

Для решения этой задачи нужно использовать второй закон Ньютона, который гласит: сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение.

В данном случае ускорение шарика будет равно ускорению свободного падения, то есть g = 10 м/с².

Сила натяжения нити будет равна силе тяжести, действующей на шарик. Сила тяжести равна произведению массы на ускорение свободного падения, то есть F = m * g.

Подставляем значения: F = 0,5 кг * 10 м/с² = 5 Н.

Таким образом, нить должна выдерживать силу натяжения 5 Н, чтобы на ней можно было вращать шарик массой 0,5 кг в вертикальной плоскости.