Тема . Механика. Динамика и Статика

.13 Связанные тела

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#30881

Муфту M  двигают со скоростью V  = 68 см/ с  по горизонтальной направляющей AB  (см. рис.). Кольцо K  массой m =  0,1 кг  , может двигаться без трения по проволоке CD  в виде дуги окружности радиусом R = 1, 9 м  . Кольцо и муфта связаны лёгкой нитью длиной l = 5R-
     3  . Система находится в одной горизонтальной плоскости. В некоторый момент нить составляет угол α  , (cosα  = 15∕17 )  с направлением движения муфты и угол β  , (cos β = 4∕5 )  с направлением движения кольца.
1. Найти скорость кольца в этот момент.
2. Найти скорость кольца относительно муфты в этот момент.
3. Найти силу натяжения нити в этот момент.
(«Физтех», 2020, 11)

PIC

Источники: Физтех, 2020, 11

Показать ответ и решение

PIC

PIC

1) Поскольку нить нерастяжима проекции скорости кольца и муфты на направление нити равны, отсюда:

                           V cosα    75
V1 cosβ =  V cosα ⇒  V1 =  -------=  --V  = 75 см/ с
                            cosβ     68

2) Относительно муфты кольцо движется вокруг неё по окружности с радиусом l  . Построим параллелограмм со сторонами V0   (V0   - скорость кольца относительно муфты в интересующий нас момент) и V  , тогда по теореме косинусов:

                                         ∘ ---------------------------
 2     2     2                               2    2
V0 = V  +  V1 − 2V V1 cos(α + β) ⇒  V0 =   V  +  V1 − 2V V1 cos(α +  β) = 77 см/с

3) Запишем второй закон Ньютона для кольца в проекциях на оси X  и Y  , в лабораторной системе отсчёта и системе отсчета, связанной с муфтой, соответственно:

                          2
F cos(90∘ − β ) − N = mV--1 −  на Ox  в ЛС О.
                        R

             ∘         mV-20-
F −  N cos(90  − β) =    l  −  на Oy  в ИС О  «муф та».

     15 m  ( 2     2)          −3
F  = -----  V0 − V1   = 1,5 ⋅ 10  Н
     16 R
Ответ:

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!