Какова сила натяжения нити, если шар массой 200 г вращается по окружности радиусом 0,5 м со скоростью 5 оборотов
Какова сила натяжения нити, если шар массой 200 г вращается по окружности радиусом 0,5 м со скоростью 5 оборотов в секунду? При этом предполагается, что нить нерастяжима.
26.11.2023 08:50
Решение:
1. Подставим значения в формулу:
- Масса шара (m) = 200 г = 0,2 кг
- Скорость вращения (v) = 5 оборотов/сек
- Радиус окружности (r) = 0,5 м
Fc = 0,2 кг * (5 оборотов/сек)^2 / 0,5 м
2. Возводим скорость вращения в квадрат:
Fc = 0,2 кг * (5^2 оборотов^2/сек^2) / 0,5 м
3. Вычисляем квадрат скорости:
Fc = 0,2 кг * 25 оборотов^2/сек^2 / 0,5 м
4. Упрощаем выражение:
Fc = 0,2 кг * 25 оборотов^2/сек^2 / 0,5 м
Fc = 0.04 кг * 25 оборотов^2/сек^2 / 0,5 м
Fc = 1 кг * 1 м/сек^2
5. Получаем окончательный результат:
Сила натяжения нити (Fc) равна 1 Н (ньютон).
Ответ: Сила натяжения нити, необходимая для вращения шара массой 200 г по окружности радиусом 0,5 м со скоростью 5 оборотов в секунду, равна 1 Н (ньютон).
Совет: Для понимания этой задачи полезно представить, что шар находится на нити, которая всегда тянет его к центру окружности. Чем больше масса шара и скорость его вращения, тем больше сила натяжения нити. Формула для расчета центростремительной силы довольно проста: Fc = m*v^2/r. Важно помнить, что единицей силы в системе СИ является ньютон (Н).
Дополнительное задание: Если масса шара составляет 500 г, а радиус окружности равен 1 м, с какой скоростью шар должен вращаться, чтобы сила натяжения нити составляла 2 Н? Воспользуйтесь формулой Fc = m*v^2/r для решения этой задачи.