Техника

Задание по физике 10 класс

Считая Землю шаром радиусом 6.4*10 в 6 степени, определите угол отклонения отвеса от направления на центр Земли на широте 45 градусов.
ну погуглите, что его отклонять то будет, кориолисово ускорение? Так вроде не при чем, вращение скажется https://ru.wikipedia.org/wiki/Сила_тяжести вот тут все расписано
Марина Белова
Марина Белова
86 111
Лучший ответ
1. Главное разобраться в сути.
Рисуем Землю - окружность. Сверху вниз ось вращения (диаметр Север-Юг).
Перпендикулярно другой диаметр (экваториальная плоскость). В верхней полусфере, например, радиус от центра Земли под 45 град (45 градусов северной широты).
Итак имеем точку на расстоянии Rsin45 от оси вращения. Период вращения
Т=24 час = 24х3600 с.
Центростремительное ускорение направлено по перпендикуляру к оси вращения
a=w^2 [расстояние до оси =Rsin45]
w=2ПИ/Т
2. Далее задачу можно рассматривать а) "со стороны" - в системе отсчета, в которой Земля вращается. Тогда есть только две силы - mg к центру Земли, и сила натяжения нити (противоположна по направлению к mg и под небольшим углом alfa относительно направления mg)
б) в системе отсчета, связанной с Землей. В этом случае кроме указанных сил нужно ввести силу инерциальную. Величиной Fин=-m (центросремит. ускорение) - ВНИМАНИЕ направление силы противоположно ускорению. Т. е. Fин направлена вверх под углом 45 к вертикали.
3. Выбрав вариант системы отсчета приступаем к решению.
Чтобы выкладки были короче нужно направить оси координат удобным способом.
Предлагаю одну ось (OY - вертикаль) по радиусу к центру Земля. OX по горизонту - касательная к поверхности Земли.
Для каждой оси выписываем F=am.
Из полученных 2-х уравнений найдем угол.
Например, вариант а) уравнение для оси OY
a (ц. с.) m cos45 = mg - Tcos(alfa) (Т - сила натяжения, не период)
Проекция ц. с. ускорения на эту ось равна сумме проекций сил (с учетом знаков)
По другой оси OX
а (ц. с.) m sin45 = T sin(alfa)
Отсюда сразу получаем выражение для сtg(alfa) (Натяжение Т и масса сокращаются)
Первое записываем, как
Tcos(alfa) = mg - a (ц. с.) m cos45
делим на второе, учитываем, что cos45=sin45 и получаем компактное выражение. Подставляем выражение для ускорения, получаем ответ в аналитическом виде, далее численные значения.
Удачи.