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 два верных 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 линейную скорость, находится на расстоянии 5 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 3 м/с².
  4. Тело, находящееся на расстоянии 9 см от центра диска, может иметь максимальный период обращения, равный (0,3 Пи ) с.
  5. Если тело находится на расстоянии 16 см от центра диска, то оно может иметь кинетическую энергию, равную 40 мДж.

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Решение. 1) 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=0,420,0410=0,4\mu = \frac{V^{2}}{rg} = \frac{0,4^{2}}{0,04 \cdot 10} = 0,4 Значит, утверждение 1 верно. 2) При вращении диска с частотой 2/ Пи об/с, его угловая скорость равна ω=2Пиν=4свстепени(1)\omega = 2 Пи \nu = 4с в степени ( - 1 ) Положение, в котором покоящееся относительно диска тело имеет максимальную линейную скорость, находится из соотношений V=ωrV=\omega r и V2=μrg,V^{2} = \mu rg, то есть на расстоянии от центра r=μgω2=0,41042=0,25м=25смr = \frac{\mu g}{\omega^{2}} = \frac{0,4 \cdot 10}{4^{2}} = 0,25м = 25см Значит, утверждение 2 неверно. 3) 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 верно. 4) 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 Максимальный период может быть сколь угодно большим.

Осталось ещё 2 шага

  1. Шаг 2

  2. Шаг 3

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Механика»