Задачи › Мёртвая петля, соскальзывание со сферы

Натяжение нити на окружности в вертикальной плоскости

  1. Натяжение нити на окружности в вертикальной плоскости

    Физтех 2025/26, 11 кл.
    3/10

    Шарик, 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.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Запишите 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.

    Решение

    Из 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 \[\frac{T_{\text{н}}}{T_{\text{г}}} = \frac{2\alpha}{\alpha + 1}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи