Решение
Дано:
Тело движется равномерно по окружности по часовой стрелке в ИСО.
Точка $A$ — заданная точка на окружности.
Найти:
Направление равнодействующей сил в точке $A$ — ?
⠀
Решение:
При равномерном движении по окружности модуль скорости постоянен, следовательно, тангенциальное ускорение равно нулю:
$$a_\tau = 0$$
Однако направление скорости непрерывно изменяется, поэтому существует центростремительное (нормальное) ускорение, направленное к центру окружности:
$$\vec{a} = \vec{a}_n, \quad a_n = \frac{V^2}{R}$$
По второму закону Ньютона результирующая (равнодействующая) всех сил совпадает по направлению с ускорением:
$$\vec{F}_{\text{рез}} = m\vec{a}$$
Таким образом, равнодействующая сил направлена к центру окружности — это вектор 1 на рисунке.
$$\vec{F}_{\text{рез}} \uparrow\uparrow \vec{a}_n \text{ (к центру окружности)}$$
Итог: 1.
