Чему будет равна кинетическая энергия груза в момент его отрыва от

Решение по шагам

1. 1

   Как рассуждать

   Решение. Обоснование.1. Введем инерциальную систему отсчета (ИС О), связанную с Землей.2. При описании движения груза используем модель материальной точки.3. Полуцилиндр будем считать абсолютно твердым и гладким телом, то есть пренебрежем его деформациями при взаимодействии с грузом и будем считать, что сила реакции, действующая со стороны полуцилиндра на груз, направлена вдоль радиуса, от оси O.3. Для описания движения груза воспользуемся вторым законом Ньютона, применив его для случая движения по окружности. Этот закон справедлив в ИСО. Будем записывать уравнение движения, проецируя ускорение груза и действующие на него силы на нормаль к поверхности полуцилиндра в данной точке.4. Будем применять для системы тел «груз + полуцилиндр + Земля» закон сохранения механической энергии. Он выполняется в ИСО для системы тел в случае, если сумма работ внешних сил и сумма работ внутренних сил, действующих на тела системы, равна нулю. В данном случае внешние силы отсутствуют, силы трения отсутствуют, а работа сил взаимодействия полуцилиндра с грузом равна нулю в силу того, что данные силы в любой момент времени перпендикулярны вектору скорости движущегося груза.

   Перейдем к решению.

   1. Пусть в момент отрыва груза массой m от поверхности полуцилиндра его радиус, проведенный к точке нахождения груза, составляет с вертикалью угол альфа , а груз в этот момент имеет скорость V (см. рис.) Запишем закон сохранения механической энергии для процесса перехода тела из исходного положения в конечное: [рисунок]