Тема . Механика. Кинематика

.02 Движение по окружности

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. кинематика
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#28010

В стрелочных часах часовая стрелка совершает полный оборот за 12 ч  , минутная — за 1 ч  , секундная — за 1 м ин  . Часы лежат на горизонтальном столе циферблатом вверх. Стол равномерно поворачивают вместе с часами, вращая его по часовой стрелке (если смотреть на часы сверху, со стороны циферблата) вокруг той же оси, на которую насажены стрелки. Стол делает полный оборот вокруг оси вращения за 3 м ин  . В полночь все стрелки были направлены на север. Какие значения будут показывать часы в те моменты времени, когда каждая из стрелок окажется направленной на север в следующий раз?

Источники: Всеросс., 2019, ШЭ, 11

Показать ответ и решение

Пусть угловые скорости (измеряемые в -об-
 мин   ) стола, секундной, минутной и часовой стрелок − ωст ,ωсек ,ωмнн ,ωч   соответственно. Стрелка в следующий раз окажется направленной на север, когда она сделает полный оборот относительно поверхности Земли. Запишем это условие для секундной стрелки:

(ω   +  ω   )Δt    =  1,
   ст     сек     сек

где Δtсек − время, за которое секундная стрелка сделает один оборот относительно поверхности Земли. Отсюда:

              1              1         3
Δt сек =  ----------- = --1-------1--=  --ми н = 45 с
         ωст + ω сек    3 мин + 1 мин   4

Таким образом, в следующий раз секундная стрелка окажется направленной на север, когда часы будут показывать 00 : 00 : 45  . Запишем аналогичное условие для минутной стрелки:

(ωст + ωм ин )Δt мин = 1,

где Δtмин − время, за которое минутная стрелка сделает один оборот относительно поверхности Земли. Отсюда:

          -----1------   -----1-------   60-
Δt мин =  ω   + ω     =  -1---+ --1---=  21 м ин ≈ 171, 4 с = 2 м ин 51,4 с
           ст     мин    3 мин  60 мин

Таким образом, в следующий раз минутная стрелка окажется направленной на север, когда часы будут показывать 00 : 02 : 51  . Запишем аналогичное условие для часовой стрелки:

(ωст + ωч )Δt ч = 1,

где Δt  −
  ч время, за которое часовая стрелка сделает один оборот относительно поверхности Земли. Отсюда:

Δt ч =  ----1-----= -------1------ =  720-ми н ≈ 179,3 с = 2 ми н 59,3 с
        ωст + ωч     31 мин-+ 7201 мин    241

Таким образом, в следующий раз часовая стрелка окажется направленной на север, когда часы будут показывать 00 : 02 : 59.
(Официальное решение ВсОШ)

Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Записано условие полного оборота для секундной стрелки

2

Записано условие полного оборота для минутной стрелки

2

Записано условие полного оборота для часовой стрелки

2

Выражена искомое время

2

Представлен правильный ответ

2

Максимальный балл

10

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!