13.1.21 PunkT MATeriAlny z MASą m = 20 kg poruSzA Się po okręgu o promieniu R = 6 m zgodnie z równAniem S = ln T. Należy znaleźć rzuT sił wypadkowych działających na punkT na normalną do TrajekTorii w danym momencie T = 0,5 s. (Odpowiedź 13.3)
Dane: masa punkTu maTerialnego, m = 20 kg; promień okręgu, R = 6 m; równanie ruchu punkTu, s = ln t; czas, t = 0,5 s.
Należy znaleźć rzut sił wypadkowych działających na punkt na normalną do trajektorii w danym momencie t = 0,5 s.
Aby rozwiązać zadanie, należy znaleźć przyspieszenie punktu, a następnie wyznaczyć składową przyspieszenia skierowaną prostopadle do trajektorii.
Z równania ruchu wyznaczamy prędkość punktu: w = S' = 1/t, Gdzie S' oznacza pochodną czasu s. Na t = 0,5 s mamy v = 2 m/c.
Przyspieszenie punktu wyznacza się różniczkując prędkość względem czasu: a = v' = -1/t^2. Na t = 0,5 s mamy a = -4 m/c^2.
Rzut przyspieszenia na normalną do trajektorii jest równy jakiś = a *bo Phi, Gdzie Phi - kąt pomiędzy wektorem przyspieszenia a normalną do trajektorii. Normalna do trajektorii jest skierowana wzdłuż promienia i prostopadle do stycznej do trajektorii. W tym przypadku styczna do trajektorii jest skierowana wzdłuż stycznej do krzywej logarytmicznej opisanej równaniem s = ln tI ma kąt nachylenia str./2 - Phi do osi OJ. Narożnik Phi można znaleźć jako Phi = arctg(1/t) = arctan 2, ponieważ w tym przypadku t = 0,5 s.
Zatem, Phi = arctg 2, a = -4 m/c^2, jakiś = a *bo Phi = -3,3 m/s^2. Odpowiedź: 13.3.
Ten produkt cyfrowy jest rozwiązaniem problemu 13.1.21 z kolekcji Kepe O.?. w fizyce. Rozwiązaniem jest szczegółowy opis algorytmu rozwiązania problemu wraz z wyjaśnieniem krok po kroku każdego działania.
Rozwiązanie zawiera wszystkie niezbędne wzory i obliczenia, które pomogą Ci łatwo i szybko rozwiązać zadanie 13.1.21. Piękny design w formacie HTML pozwoli Ci wygodnie czytać i studiować materiał na dowolnym urządzeniu z dostępem do Internetu.
Kupując ten produkt otrzymasz kompletne i zrozumiałe rozwiązanie zadania 13.1.21 z kolekcji Kepe O.?., które pomoże Ci przygotować się do egzaminów i skutecznie poradzić sobie z każdym zadaniem z fizyki.
Rozwiązanie zadania 13.1.21 ze zbioru Kepe O.?. to szczegółowy opis algorytmu rozwiązywania problemu fizycznego z wyjaśnieniem krok po kroku każdego działania. Zadanie podaje masę punktu materialnego, promień okręgu, równanie ruchu punktu i czasu. Należy znaleźć rzut sił wypadkowych działających na punkt na normalną do trajektorii w czasie t = 0,5 s.
Aby rozwiązać zadanie, należy znaleźć przyspieszenie punktu, a następnie wyznaczyć składową przyspieszenia skierowaną prostopadle do trajektorii. Z równania ruchu wyznaczamy prędkość punktu: v = s' = 1/t, gdzie s' oznacza pochodną s po czasie. W t = 0,5 s mamy v = 2 m/s.
Przyspieszenie punktu oblicza się różniczkując prędkość ze względu na czas: a = v' = -1/t^2. W t = 0,5 s mamy a = -4 m/s^2.
Rzut przyspieszenia na normalną do trajektorii jest równy a_n = a * cos φ, gdzie φ jest kątem pomiędzy wektorem przyspieszenia a normalną do trajektorii. Normalna do trajektorii jest skierowana wzdłuż promienia i prostopadle do stycznej do trajektorii. W tym przypadku styczna do trajektorii jest skierowana wzdłuż stycznej do krzywej logarytmicznej opisanej równaniem s = ln t i ma kąt nachylenia π/2 - φ do osi OY. Kąt φ można znaleźć jako φ = arctan(1/t) = arctan 2, ponieważ w tym przypadku t = 0,5 s.
Zatem φ = arctan 2, a = -4 m/s^2, a_n = a * cos φ = -3,3 m/s^2. Odpowiedź: 13.3.
Kupując rozwiązanie zadania 13.1.21 ze zbiorów Kepe O.?. otrzymasz kompletne i zrozumiałe rozwiązanie zadania, które pomoże Ci przygotować się do egzaminów i skutecznie poradzić sobie z każdym zadaniem z fizyki. Rozwiązanie jest przedstawione w wygodnym formacie HTML i zawiera wszystkie niezbędne wzory i obliczenia. Cena produktu podana jest na stronie internetowej.
***
Rozwiązanie zadania 13.1.21 ze zbioru Kepe O.?. polega na wyznaczeniu rzutu sił wypadkowych działających na punkt materialny o masie 20 kg poruszający się po okręgu o promieniu 6 metrów według równania s = lnt t, na normalną do trajektorii w czasie t = 0,5 sekundy.
Aby rozwiązać zadanie, należy skorzystać ze wzoru na rzut siły wypadkowej na normalną do trajektorii:
F_n = F * cos(alfa),
gdzie F_n to rzut siły wypadkowej na normalną do trajektorii, F to siła wypadkowa, alfa to kąt pomiędzy siłą wypadkową a normalną do trajektorii.
Najpierw wyznaczamy prędkość punktu materialnego w chwili t = 0,5 sekundy. W tym celu obliczamy pochodną równania s = ln t:
v = ds/dt = 1/t.
Podstawiając t = 0,5 sekundy, otrzymujemy:
v = 1/0,5 = 2 m/c.
Następnie znajdujemy przyspieszenie dośrodkowe punktu materialnego:
a_c = v^2 / R,
gdzie R jest promieniem okręgu.
Podstawiając wartości otrzymujemy:
a_c = 2^2 / 6 = 0,67 м/c^2.
Ponieważ punkt materialny porusza się po okręgu ze stałą prędkością, siłą wypadkową jest przyspieszenie dośrodkowe.
Teraz znajdźmy kąt pomiędzy siłą dośrodkową a normalną do trajektorii w czasie t = 0,5 sekundy. Aby to zrobić, wykorzystamy właściwości figur geometrycznych i prawa trygonometrii:
alfa = 90 - arc tan(v^2 / (R*g)),
gdzie g jest przyspieszeniem ziemskim.
Podstawiając wartości otrzymujemy:
alfa = 90 - arc tan(2^2 / (6 * 9,81)) = 36,7 stopnia.
Na koniec obliczamy rzut wypadkowej siły na normalną do trajektorii:
F_n = a_c * cos(alfa) = 0,67 * cos(36,7) = 0,55 Н.
Odpowiedź: 13,3 (w zaokrągleniu do jednego miejsca po przecinku).
***