Динамика

Задание №12. Установление Соответствия

№2. Задание 12

ID: 00011273

Брусок удерживается на горизонтально расположенном вращающемся с некоторой постоянной частотой диске. Как изменятся сила трения, действующая на брусок, и кинетическая энергия бруска при уменьшении частоты вращения диска? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Источник: ФИПИ

Решение

Дано:

брусок на вращающемся диске, расстояние

r = \text{const}

, частота

\nu

уменьшается

Найти:

как изменяются

F_\text{тр}

$E_k$

⠀

Решение:

Запишем ключевые формулы кинематики вращательного движения:

a_\text{цс} = \omega^2 r, \quad \omega = 2\pi\nu = \frac{2\pi}{T}, \quad v = \omega r

Сила трения обеспечивает центростремительное ускорение:

F_\text{тр} = m a_\text{цс} = m \omega^2 r

Цепочка рассуждений при уменьшении

\nu

\nu \downarrow \implies T \uparrow \implies \omega = \frac{2\pi}{T} \downarrow \implies a_\text{цс} = \omega^2 r \downarrow \implies F_\text{тр} = m a_\text{цс} \downarrow

Сила трения уменьшается (вариант 2).

Кинетическая энергия:

E_k = \frac{mv^2}{2} = \frac{m(\omega r)^2}{2} = \frac{m\omega^2 r^2}{2}

При уменьшении

\omega

при неизменном

$r$

E_k \downarrow

. Кинетическая энергия уменьшается (вариант 2). **

Ответ

Видеоразбор

Другие задания по теме «Динамика» (8)