Естественные науки

С Высшей точки сферы радиуса R без начальной скорости соскальзывания небольшое тело, найти скорость тела в ммомен

С Высшей точки сферы радиуса R без начальной скорости соскальзывания небольшое тело, найти скорость тела в момент отрыва тела от поверхности сферы. трением принебречь ​
B_
Boress _
129
1) Из закона сохранения энергии вы знаете, с какой скоростью движется точка в зависимости от ее положения.
2) На тело действует две силы: тяжесть и реакция опоры. Тяжесть направлена вниз, реакция опоры - от центра сферы. В сумме эти две силы должны задавать нормальное ускорение, равное:
v^2 / R
Можете от сюда вытащить, какая нужна реакция опоры для того, чтобы тело двиглось по окружности.
3) Скатываясь, тело набирает скорость, и меняется сила реакции опоры, необходимая для того, чтобы тело продолжило двигаться по окружности. При какой-то скорости настанет такой момент, что необохдимая сила реакции опоры будет направлена не по нормали наружу сферы, а по нормали внутрь сферы. Это значит, что для того, чтобы точка осталась на сфере, ее теперь потребуется прижимать к сфере дополнительной силой. Этот момент - и есть момент отрыва.
Алена Селезнева
Алена Селезнева
94 121
Лучший ответ
Отметим мимоходом, что для проскальзывания нужна дать телу небольшой начальный толчок.
Из п. 1 ответа Amaxar 777 вытекает, что mgh= mv^2/2 -> h= R(1-cosa), откуда v= sqrt[2gR(1-cosa)] (1). Здесь a - угол между радиус-вектором тела с вертикалью.
Из пп. 1-3 того же ответа. В момент отрыва (a=a0) реакция опоры N= 0; тогда проекция силы тяжести на радиус-вектор должна быть равной ц/стремительной силе: mgcosa0= mv^2/R (2). Учитывая здесь (1) и решая относительно cosa0, находим: cosa0= 2/3. Подставляя это в (1) при a= a0, получаем окончательно: v= sqrt(2/3*gR) (3).
Samir Ekberli Ех.. а я хотел, чтоб человек сам доделал.
Ну и ладно))
Samir Ekberli Ой... попробовал я найти уравнение для угла, при котором тело отлипнет от шара, в случае с трением. Думал, прикольный вопросик получится задать)) Добавил условие, что начальная скорость равна нулю, и скользить начинаем из положения, где сила трения равна скатывающей. Получилось такое вот уравнение для угла, при котором отлипнет тело от шара:
Samir Ekberli Если коэффициент трения занулить, получится то же:
sin(ф) = 2 / 3
(я угол взял другой). Но вопросик такой делать мне расхотелось. Можно, конечно, приближенно решить при малых коэффициентах трения. Но че-т не интересно пока, лень)

Похожие вопросы