Задачи › Кинематика твёрдого тела, мгновенный центр вращения

Бусинки на перпендикулярных направляющих

  1. Бусинки на перпендикулярных направляющих

    Физтех 2025/26, 11 кл.
    7/10

    Небольшие бусинки \(A\) и \(B\) соединены шарнирно жёсткой спицей \(AB\) длиной \(L\) и могут двигаться по двум взаимно перпендикулярным направляющим \(ON\) и \(OM\), расположенным в вертикальной плоскости (см. рис.). По спице \(AB\) может двигаться с трением небольшая бусинка \(C\) массой \(m\). Бусинку \(B\) двигают так, что модуль скорости бусинки \(C\) остаётся постоянным и она не движется по спице, оставаясь в её середине. В некоторый момент скорость бусинки \(B\) равна \(V_0\), а \(\sin\alpha = \sqrt6/3\).

    Рисунок
    1. Найдите скорость бусинки \(C\).

    2. Найдите в этот момент модуль силы трения между спицей и бусинкой \(C\).

    3. Найдите в этот момент модуль силы реакции, действующей на бусинку \(C\) со стороны спицы.

    Известно, что маленький шарик массой \(m\), прикреплённый к нити длиной \(L\) и движущийся со скоростью \(V_0\) по окружности радиусом \(L\) на гладком горизонтальном столе, растягивает нить с силой \(2mg\). В задаче известными считать \(V_0\) и \(m\). Ускорение свободного падения \(g\).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Середина спицы движется по окружности радиуса \(L/2\) с центром в точке \(O\). Используйте связь скоростей концов спицы и условие на нить из последнего абзаца, чтобы выразить ускорение бусинки \(C\) через \(g\).

    Ответ

    1) \(V_C = \dfrac{\sqrt6}{4}V_0\).

    Решение

    Скорость концов спицы связана с положением \(C\): бусинка \(C\) движется по окружности радиусом \(L/2\). Из геометрии \(V_C = \dfrac{V_0}{2\sin\alpha} = \dfrac{\sqrt6}{4}V_0\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи