Метатель молота
4/10Спортсмен — метатель молота — раскручивает с постоянным угловым ускорением спортивный снаряд по окружности радиуса \(R = 1{,}2\) \(\text{м}\). Через \(6\) оборотов молот освобождается и летит под углом \(\alpha = 45^\circ\) к горизонту, горизонтальная дальность полёта снаряда \(60\) \(\text{м}\). С каким угловым ускорением проводилось раскручивание? Ответ приведите в \(\text{рад/с}^2\) и округлите до десятых. Ускорение свободного падения \(10\) \(\text{м/с}^2\). Сопротивление воздуха и высоту точки старта считайте пренебрежимо малыми. Начальная скорость молота нулевая.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаДля броска под углом \(45^\circ\) с нулевой высоты дальность связана со скоростью отрыва. Скорость же набирается на окружности, и её связь с угловым ускорением задаётся кинематикой вращения за заданное число оборотов.
Ответ\(5{,}5\) \(\text{рад/с}^2\).
РешениеПри \(\alpha = 45^\circ\) и нулевой высоте старта дальность \(L = \dfrac{V_0^2}{g}\), откуда \(V_0^2 = gL\). Скорость связана с тангенциальным ускорением \(a_\tau\) соотношением \(V_0^2 = 2a_\tau\cdot n\,2\pi R\), где \(n\) — число оборотов. Угловое ускорение \[\varepsilon = \frac{a_\tau}{R} = \frac{gL}{4\pi R^2 n}.\] Для данных задачи \(\varepsilon = \dfrac{10\cdot 60}{4\pi\cdot 1{,}44\cdot 6}~\text{рад/с}^2 \approx 5{,}5\) \(\text{рад/с}^2\).
Похожие задачи
- Велосипедисты на кольцевой дорожке «Бельчонок» 2015/16, 7 кл.
- Конец минутной стрелки за неделю «Бельчонок» 2015/16, 8 кл.
- Балерина на фуэте Ведомственная 2015/16, 10 кл.
- Колесо с угловым ускорением, пропорциональным скорости Физтех 2024/25, 10 кл.
- Настоящий гонщик Курчатов 2024/25, 9 кл.
- Карусель с угловым ускорением СПбГУ 2024/25, 9 кл.