[рис.] Небольшой груз, прикреплённый к нити длиной l = 15 см, вращается вокруг вертикальной оси так, что нить отклоняется от вертикали на угол $альфа =60 в степени ( \circ )$ С какой скоростью движется груз?
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] Изобразим силы, действующие на грузик. По второму закону Ньютона в ИСО:
$\vecT + m \vecg=m \veca$
где m — масса грузика, T — сила натяжения нити.
В проекциях на координатные оси получаем:
Ox: $T \sin альфа =ma$
Oy: $T \cos альфа =mg$
Тогда центростремительное ускорение грузика $a=g \text{tg} альфа$
При = мерном движении по окружности со скоростью $v$ по окружности радиусом $R=l \sin альфа$ грузик имеет центростремительное ускорение $a= \frac{v ^2}{R}$ Тогда скорость, с которой движется грузик, равна:
$v = \sqrt{аргумента: $\frac{gl \sin ^2 альфа}{\cos альфа}$} аргумента = \sqrt{аргумента: $\frac{10 \cdot 0,15 \cdot 3}{4 \cdot 0,5}$} аргумента =1,5 м/с$
Ответ: $v =1,5 м/с$
$\vecT + m \vecg=m \veca$
где m — масса грузика, T — сила натяжения нити.
В проекциях на координатные оси получаем:
Ox: $T \sin альфа =ma$
Oy: $T \cos альфа =mg$
Тогда центростремительное ускорение грузика $a=g \text{tg} альфа$
При = мерном движении по окружности со скоростью $v$ по окружности радиусом $R=l \sin альфа$ грузик имеет центростремительное ускорение $a= \frac{v ^2}{R}$ Тогда скорость, с которой движется грузик, равна:
$v = \sqrt{аргумента: $\frac{gl \sin ^2 альфа}{\cos альфа}$} аргумента = \sqrt{аргумента: $\frac{10 \cdot 0,15 \cdot 3}{4 \cdot 0,5}$} аргумента =1,5 м/с$
Ответ: $v =1,5 м/с$
Правильный ответ:
$v =1,5 м/с$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 106814 • Задание №17
На установке, представленной на фотографиях (рис. а — общий вид; рис. б — фотоэлемент), исследовали зависимо...
ID 166498 • Задание №2
Школьник решил провести эксперименты с двумя разными пронумерованными пружинами — № 1 и № 2. К свободно висящ...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 2
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | 0
Максимальный балл | 2
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 2
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | 0
Максимальный балл | 2
🔗 Другие задания линии №22 по предмету Физика:
ID 107666
Подвешенный на нити грузик совершает гармонические колебания. В таблице представлены координаты...
ID 107667
Средняя плотность планеты Плюк равна средней плотности Земли, а радиус Плюка в два раза больше ...
ID 107668
[рис.] Доска массой 0,8 кг шарнирно подвешена к потолку на легком стержне. На доску со скорость...
ID 107669
[рис.] По гладкой горизонтальной плоскости по осям x и y движутся две шайбы с импульсами, равны...
ID 107670
Шайбе массой 100 г, находящейся на наклонной плоскости, сообщили скорость 4 м/с, направленную ...