Задачи › Сила трения: покой и проскальзывание

Бусинка на проволоке

  1. Бусинка на проволоке

    ВсОШ 2003/04, 11 кл.
    6/10

    1) Проволока изогнута в форме окружности (рис. слева) и зафиксирована. Вдоль неё может двигаться маленькая бусинка. На бусинку действуют силы только со стороны проволоки. Вдоль прямой проволоки бусинка движется равномерно, а при движении по криволинейному участку возникает сила трения скольжения с коэффициентом \(\mu = 0{,}05\). В начальный момент бусинка находилась в точке \(A\) и имела скорость \(v_0 = 1\) м/с. Найдите скорость \(v_1\) бусинки, когда она в первый раз снова окажется в исходной точке.

    Рисунок

    2) Пусть теперь проволока имеет форму плоской замкнутой кривой (рис. справа). Найдите в этом случае скорость \(v_2\) бусинки, когда она в первый раз снова окажется в исходной точке \(B\). Ответы требуется представлять в аналитическом и численном видах.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Нормальная сила со стороны проволоки равна \(mv^2/r\), поэтому \(dv/v = -\mu\, d\varphi\), где \(d\varphi\) — угол поворота вектора скорости. Значит, важен только суммарный угол поворота скорости вдоль пути, а не форма кривой.

    Ответ

    1) \(v_1 = v_0e^{-2\pi\mu} = 0{,}73\) м/с; 2) \(v_2 = v_0e^{-13\pi\mu} = 0{,}13\) м/с

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи