Натяжение нити на окружности в вертикальной плоскости
3/10Шарик, закреплённый на лёгкой нити, движется по окружности в вертикальной плоскости в однородном поле тяжести. Наибольшая и наименьшая силы натяжения нити отличаются в \(49\) раз. Во сколько раз сила натяжения нити в тот момент, когда нить находится в горизонтальной плоскости, меньше наибольшей силы натяжения нити? Ответ приведите с точностью до сотых. Силу сопротивления воздуха и изменение длины нити в процессе движения считайте пренебрежимо малыми.

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаЗапишите второй закон Ньютона в проекции на нить в нижней и верхней точках и в горизонтальном положении нити. Закон сохранения энергии свяжет скорости в этих точках.
РешениеИз второго закона Ньютона, формулы центростремительного ускорения и закона сохранения энергии: разность наибольшей (в нижней точке) и наименьшей (в верхней точке) сил натяжения нити \[T_{\text{н}} - T_{\text{в}} = 6mg,\] разность наибольшей силы натяжения и силы натяжения в горизонтальном положении нити \[T_{\text{н}} - T_{\text{г}} = 3mg.\] С учётом \(T_{\text{н}}/T_{\text{в}} = \alpha\) получаем \[\frac{T_{\text{н}}}{T_{\text{г}}} = \frac{2\alpha}{\alpha + 1}.\]
Похожие задачи
- Груз на нити и на стержне «Шаг в будущее» 2009/10, 11 кл.
- Шайба на гладком полушаре Физтех 2011/12, 11 кл.
- Бусинка на вертикальном кольце МОШ 2014/15, 10 кл.
- Груз на нити в вертикальной плоскости Курчатов 2017/18, 9 кл.
- Груз на верёвке — полный оборот Курчатов 2017/18, 10 кл.
- Шарик на нити и на стержне МОШ 2018/19, 10 кл.