ID: 00015196
Шарик массой 50 г подвешен на нити и вращается в горизонтальной плоскости по окружности радиусом R = 40 см. Чему равно максимальное значение момента действующей на шарик силы тяжести относительно оси, проходящей через точку O перпендикулярно плоскости рисунка (см. рисунок)? Ответ дайте в Н·м.
Источник: ФИПИ
Момент силы — это сила, умноженная на плечо (кратчайшее расстояние от оси до линии действия силы): M=F\cdot d. Сила тяжести mg всегда направлена вниз. Шарик ходит по кругу, и плечо силы тяжести относительно точки O меняется. Нам нужно его наибольшее значение.
Плечо силы тяжести — это горизонтальное расстояние от оси O до шарика. Оно становится наибольшим, когда шарик отходит от оси на всю длину радиуса, то есть плечо равно R. Тогда момент тоже максимален.
Переведём: масса m=50 г =0,05 кг, радиус R=40 см =0,4 м, g=10 Н/кг.
M_{max}=m\,g\,R=0,05\cdot10\cdot0,4=0,2 Н·м.
Ответ: 0,2 Н·м.