Динамика

Задание №6. Механика. Установление Соответствия

№2. Задание 6

ID: 00016660

В школьном опыте брусок, помещённый на горизонтальный диск, вращается вместе с ним с некоторой угловой скоростью. В ходе опыта угловую скорость диска увеличили. При этом положение бруска на диске осталось прежним.

Как изменились при этом центростремительное ускорение бруска и сила трения между бруском и опорой?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась

Запишите выбранные цифры для каждой физической величины в порядке: центростремительное ускорение, сила трения. Цифры в ответе могут повторяться.

Ответ дайте в виде последовательности цифр.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Брусок крутится по кругу вместе с диском и не соскальзывает — значит, его на этом круге удерживает именно сила трения. Она и есть та сила, что заворачивает брусок к центру (центростремительная). Поэтому обе величины завязаны на одну формулу через угловую скорость.

Шаг 1. Центростремительное ускорение

Ускорение при движении по окружности равно $a=\omega^2 R$ , где $\omega$ — угловая скорость, а $$R$$ — расстояние бруска до оси. Положение бруска не меняли, значит $$R$$ прежнее, а $\omega$ увеличили. Раз $\omega$ в формуле в квадрате — ускорение тем более увеличилось. Это цифра 1.

Шаг 2. Сила трения

По второму закону Ньютона удерживающая сила равна $F_{тр}=ma=m\omega^2 R$ . Масса бруска и радиус $$R$$ не изменились, а $\omega$ выросла — значит и сила трения, которая держит брусок на круге, увеличилась. Это снова цифра 1.

Ответ

Видеоразбор

Другие задания по теме «Динамика» (8)