ID: 00041305
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 нормального давления бруска на опору?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1. увеличилась
2. уменьшилась
3. не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: Банк ФИПИ
Центростремительное ускорение равно:
$a = \omega^2 R,$
где $\omega$ — угловая скорость, $R$ — радиус вращения.
Так как $R$ остался прежним, а $\omega$ увеличили, то и центростремительное ускорение увеличилось.
Запишем второй закон Ньютона:
$m\vec{a} = \vec{N} + m\vec{g} + \vec{F}_{тр}$
Здесь $m$ — масса бруска, $N$ — сила реакции опоры (направлена перпендикулярно поверхности диска), $a$ — центростремительное ускорение, $F_{тр}$ — сила трения.
Спроецируем на вертикальную ось:
$N = mg,$
при этом сила реакции опоры по модулю равна силе нормального давления (по третьему закону Ньютона). Значит, величина постоянная.
Ответ: 13