Вопрос школьника
Шарик, привязанный на нити, описывает окружность в горизонтальной плоскости, совершая одни оборот за 0,50 с. С какой силой действует шарик на нить, заставляющую его вращаться? Длина нити 0,50 м. Масса шарика 0,20 кг
Ответ от учителя
Шарик, движущийся по окружности на нити, находится в состоянии постоянного равномерного движения. Это означает, что сила, действующая на шарик, должна быть направлена к центру окружности и иметь величину, достаточную для поддержания движения по окружности.
Для определения величины этой силы воспользуемся формулой для центростремительной силы:
F = m * v^2 / r,
где F — центростремительная сила, m — масса шарика, v — скорость движения по окружности, r — радиус окружности.
Скорость движения шарика по окружности можно определить, разделив длину окружности на время одного оборота:
v = 2 * pi * r / t,
где pi — число пи (3,14), t — время одного оборота.
Подставляя значения, получаем:
v = 2 * 3,14 * 0,5 м / 0,5 с = 6,28 м/с
Радиус окружности равен длине нити:
r = 0,5 м
Подставляя значения в формулу для центростремительной силы, получаем:
F = 0,2 кг * (6,28 м/с)^2 / 0,5 м = 50,24 Н
Таким образом, сила, действующая на шарик, равна 50,24 Н. Она направлена к центру окружности и поддерживает движение шарика по окружности.
