На веревке длинной 1 метр мальчик вращает в вертикальной плоскости груз с частотой 240 об/мин. В какой момент мальчик должен отпустить веревку, чтобы камень полетел вертикально вверх? На какую высоту поднимется камень при этом?
Дано: L=1 м
n=240 об/мин = (240/60) об/с = 4 об/с
Найти высоту h, на которую поднимется камень
Решение. Пренебрегаем сопротивлением воздуха. Считаем, что камень вращается равномерно по окружности радиуса L, тогда скорость v камня равна v=2π*L*n -(1)
Очевидно, чтобы камень полетел вертикально вверх, необходимо чтобы его начальная скорость была направлена по касательной ко окружности вертикально вверх
Из закона сохранения имеем: m*v2/2 = m*g*h, разделим обе части равенства на массу камня m, получим:
v2/2 = g*h, откуда h= v2/(2*g) -(2)
Подставим в (2) вместо v выражение (1), получим:
h=4(π)2*L2∗n2/(2*g), отсюда
h=2(π)2*L2∗n2/g
Расчет: h =(примерно) 2*3,14*3,14*16/10 =(примерно) 31,6 м
ПОХОЖИЕ ЗАДАНИЯ: