Домашние задания: Физика

Решите задачку по физике, пожалуйста

При плоском движении частицы в некоторый момент времени, когда величина скорости равна v=10^6 м/с, вектор ускорения по величине равен a=10^4 м/с^2 и образует угол A = 30градусов с вектором скорости.

а) Вычислите приращение ∆v модуля скорости частицы за последующие ∆t=0,02 с.
г) Каков радиус R кривизны траектории в малой окрестности рассматриваемой точки?
Возвращаюсь к прежнему тексту:
Радиус орбиты R; ω = v/R. a(norm) = (v^2)/R; a(tang) — параллелен вектору скорости, поэтому: tgA = a(norm)/a(tang) = tg30° = 0.577 (**) ==> (v^2)/R = 0,577*a(tang) (****). Полное ускорение: a = 10^4 м/с^2; а^2 = (а (tang))^2 + (a(norm))^2 = (a(norm)/0.577)^2 + (a(norm))^2 ==> 10^8 = (a(norm))^2*((1/0.577)^2 + 1) ==> 10^8 = 4.004*(a(norm))^2 ==> a(norm) = 4998 м/с^2. (***)
Но a(norm) = (v^2)/R, так что: R = (v^2)/a(norm) = (10^6)^2/4998 = 2.0*10^8 м. ω = v/R = 10^6/2.0*10^8 = 0.005 с^(-1)

——>> Радиус траектории R мы уже определили (в предпоследней строке: R = (v^2)/a(norm) = (10^6)^2/4998 = 2.0*10^8 м. — Он, конечно, очень большой.
Далее:
Определяем а (tang) — на основе (***): а^2 = (а (tang))^2 + (a(norm))^2.
Из (**): a(norm)/a(tang) = 0.577, откуда a(norm) = a(tang)*0.577 .
Значит, 10^8 = (а (tang))^2 + (a(tang)*0.577)^2 = (a(tang))^2*(1 + 0.333) ==>. 10^8 = (a(tang))^2*(1.333) ==> a(tang) = 8661 м/с^2.
Поскольку V = a(tang)*t, то Δv = a(tang)*Δt = 8661*0.02 = 173 м/с.

Ответ: а) Δv = 173 м/с.
г) R = 2.0*10^8 м.
Грачев Александр
Грачев Александр
72 597
Лучший ответ
Частица имеет некоторую массу . Если частица движется с ускорением а, то на нее действует сила F по направлению вектора ускорения. Сила F имеет продольную составляющую Fx и поперечную составляющую Fy Движение частицы складывается из 3-х движений
- движение по инерции с постоянной скоростью
- движение с ускорением под действием силы Fx
- движение с ускорением под действием силы Fy
Продольная и поперечная скорости частицы
Vx=v0+(a*cos30)*t
Vy=(a*sin30)*t
Модуль скорости
V=[(Vx^2 + Vy^2]^1/2=[(V0+a*cos30*t)^2 + (a*sin30*t)^2]^1/2
В момент t=0
V1=V0=10^6 м/с
В момент t=0,02 c
V2=[(10^6 + 10^4 * cos30 * 0,02)^2 + (10^4 * sin30 * 0,02)^2]^1/2=1000173,21 м/с
Приращение модуля скорости
V2-V1=1000173,21 - 1000000=173,21 м/с
Траектория частицы также складывается в результате движения в продольном и поперечном направлениях
Sx=V0*t +(a*cos30*t^2)/2
Sy=(a*sin30*t^2)/2
Радиус кривизны
R={[(S'x)^2 + (S'y)^2]^3/2}/ [(S'x)*(S'y) - (S'y)*S'x)]
Применительно к точке t=0,02 c
S'x= V0 + a*cos30*t=1,000173*10^6
S'x^2=1,000346*10^12
S''x=a*cos30=8660,25
S'y=a*sin30*t=100
(S'y)^2=10000
S''y=a*sin30=5000
R={[(1,000346*10^12 + 10000]^3/2} / (1,000173*10^6*5000 - 100*8660,25)=2*1`0^8 м