** диск радиусом 10 см и массой 400 гр намотана тонкая нерастяжимая,невесомая нить. диск...

+385 голосов
2.7m просмотров

на диск радиусом 10 см и массой 400 гр намотана тонкая нерастяжимая,невесомая нить. диск опускают так что он падает,а нить при этом разматывается. Определить скорость диска,когда он продет 2 метра пути


Физика (85 баллов) | 2.7m просмотров
Дан 1 ответ
+174 голосов
Правильный ответ

Ответ:

5,2 м/с

Объяснение:

Изобразим все силы, действующие в системе. Запишем второй закон Ньютона в проекции на ось y

mg-T=ma

С другой стороны, сила натяжения нити Т создает вращающий момент относительно центра диска, равный

M_T=Tr

Однако, согласно второму закону Ньютона для вращения, тот же момент сообщает диску угловое ускорение, т.е.

M_T=I\epsilon =\frac{1}{2}mr^2\epsilon

Иначе говоря

image T=\frac{1}{2} mr\epsilon" alt="Tr=\frac{1}{2}mr^2\epsilon => T=\frac{1}{2} mr\epsilon" align="absmiddle" class="latex-formula">

Но угловое ускорение связано с линейным через соотношение

\epsilon=\frac{a}{r}

Значит

T=\frac{1}{2} mr\frac{a}{r}=\frac{1}{2}ma

Подставляем все в первую формулу

image a=\frac{2}{3}g=6.7" alt="mg-\frac{1}{2}ma=ma => a=\frac{2}{3}g=6.7" align="absmiddle" class="latex-formula"> м/с²

Именно с таким ускорением будет опускаться диск.

Конечную скорость диска легко определить по известной школьной формуле

s=\frac{v^2}{2a} откуда

v=\sqrt{2as}=\sqrt{2*6.7*2}=5.2 м/с.

(19.7k баллов)
+168

за положительное мы принимаем направление против часовой стрелки

+147

это положительное направление вращающего момента

+163

Что на картинке означает + со стрелочкой?

+94

Пожалуйста

+38

Спасибо большое.