Присоединиться

11 класс·высокий уровень

На горизонтальном шероховатом диске радиусом 30 см покоится на

Условие

На горизонтальном шероховатом диске радиусом 30 см покоится на расстоянии r от центра точечное тело массой 100 г. Диск начинают медленно раскручивать. При некоторой угловой скорости вращения диска тело начинает скользить по его поверхности. На рисунке показан график зависимости линейной скорости V тела в момент начала скольжения от расстояния r.

Рисунок к задаче

На основании анализа приведенного графика выберите все верные утверждения и укажите в ответе их номера. 1. Коэффициент трения между телом и плоскостью диска равен 0,4.2. При вращении диска с частотой 2/ Пи об/с покоящееся относительно диска тело, имеющее максимальную угловую скорость вращения, находится на расстоянии 25 см от центра диска.3. При вращении диска с угловой скоростью 5 рад/с модуль ускорения покоящегося относительно диска тела, находящегося на расстоянии 12 см от центра, равен нулю.4. Тело, находящееся на расстоянии 9 см от центра диска, может иметь минимальный период обращения, равный (0,3 Пи ) с.5. Если тело находится на расстоянии 16 см от центра диска, то оно не может иметь кинетическую энергию, равную 8 мДж.

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    По второму закону Ньютона ma=Fтр=μmg,ma=F_тр=\mu mg, где центростремительное ускорение a=V2ra= \frac{V^{2}}{r} Найдем коэффициент трения, взяв точку на графике (например, (4 см; 0,4 м/с): μ=V2rg=0,4\mu = \frac{V^{2}}{rg} = 0,4 Значит, утверждение 1 верно.

    Частота вращения диска равна ν=ω2Пи=V2Пиr\nu = \frac{\omega}{2 Пи} = \frac{V}{2 Пи r} Если r = 25 см, то: ν=12Пи0,25=2Пиоб/с\nu = \frac{1}{2 \cdot Пи \cdot 0,25} = \frac{2}{Пи} об/с Значит, утверждение 2 верно.

    Модуль ускорения покоящегося относительно диска тела, находящегося на расстоянии 12 см от центра, при вращении диска с угловой скоростью 5 рад/с равен: a=ω2r=520,12=3м/с2a=\omega^{2} r = 5^{2} \cdot 0,12 = 3 м/с^{2} Значит, утверждение 3 неверно.

    Минимальный период обращения тела, находящегося на расстоянии 9 см от центра диска, равен: T=2Пиω=2ПиrV=2Пи0,090,6=0,3ПисT = \frac{2 Пи}{\omega} = \frac{2 Пи r}{V} = \frac{2 Пи \cdot 0,09}{0,6} = 0,3 Пи с Значит, утверждение 4 верно.

    Максимальная кинетическая энергия тела, находящегося на расстоянии 16 см от центра диска, равна: Eкин=mV22=0,10,822=0,032Дж=32мДжE_кин = \frac{mV^{2}}{2} = \frac{0,1 \cdot 0,8^{2}}{2} = 0,032Дж = 32мДж Поэтому тело может иметь кинетическую энергию 8 мДж.

Осталось ещё 1 шаг

  1. Шаг 2

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Механика»