РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Лучшие эксперты в разделе

Михаил Александров Статус: Академик Рейтинг: 417 ∙ повысить рейтинг »

Алексеев Владимир Николаевич Статус: Мастер-Эксперт Рейтинг: 274 ∙ повысить рейтинг »

Лангваген Сергей Евгеньевич Статус: Советник Рейтинг: 101 ∙ повысить рейтинг »

∙ Физика

Номер выпуска:	2595
Дата выхода:	14.04.2021, 18:45
Администратор рассылки:	Коцюрбенко Алексей Владимирович (Старший модератор)
Подписчиков / экспертов:	10 / 91
Вопросов / ответов:	4 / 4

Консультация # 200600:

Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:
Бусинка массы m надета на гладкое проволочное кольцо радиуса R, плоскость которого наклонена под углом a=30 градусов к горизонту. Кольцо жесткое и закреплено неподвижно. В некоторый момент бусинка начинает движение из верхней точки кольца с пренебрежимо малой скоростью.
Найдите ускорение a бусинки в нижней точке кольца (укажите величину и направление).
С какой по величине силой N действует кольцо на бусинку в момент прохождения нижней точки кольца.
Какой угол beta образует сила N с вертикалью?

Дата отправки: 08.04.2021, 20:18
Вопрос задал: Veterok (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт):

Здравствуйте, Veterok!
Условие : Масса бусинки : m ; Радиус кольца : R ; Угол наклона : α = 30° .
Вычислить модуль силы N и угол β этой силы с вертикалью.

Решение: Ось наклонённого кольца образует с вертикалью плоскость наклона. Нарисуем проекцию кольца на эту плоскость наклона.
Фраза Условия "гладкое проволочное кольцо" означает скольжение бусинки вниз по кольцу без потерь на трение. Значит, вся потенциальная энергия бусинки
Ep = m·g·h в результате спуска в нижнюю точку перейдёт в кинетическую энергию Ek = m·V² / 2
Здесь h = 2·R·sin(α) = R - высота спуска; g = 9,8066 м/с² - ускорение свободного падения.
Фраза "с пренебрежимо малой скоростью" означает отсутствие начальной скорости движения. Из равенства энергий
m·g·h = m·V² / 2
вычисляем квадрат скорости бусинки V² = 2·g·h = 2·g·R

Фраза "кольцо радиуса R" означает, что кольцо имеет форму окружности (не эллипса или проч…).
Таким образом, бусика действует на кольцо двумя силами:
Сила веса бусинки P = m·g направлена вертикально вниз.
Центробежная сила бусинки Fц = m·V² / R = 2·m·g направлена прочь от центра вращения.

Суммарная сила Fs воздействия бусинки на кольцо равна геометрической сумме сил P и Fц .
Поскольку "Кольцо жёсткое и закреплено неподвижно", значит, сила реакции N кольца полностью компенсирут силу Fs бусинки своим противоположным направлением и таким же модулем.
Сила N "подстраивается" под Fs автоматически так, что бусинка НЕ смещается с круговой орбиты, и поэтому ускорение "a" бусинки есть чисто центростремительное. Его величина
a = Fц / m = V² / R = 2·g , а направление - к центру вращения, то есть под углом α = 30° к горизонт у.

Для вычисления суммарной силы Fs удобно разложить центробежную силу Fц на ортогональные составляющие Fx и Fy .
Вертикальная составляющая Fy суммируется с весом бусинки алгебраически:
Fys = Fy + P
Затем по Пифагор-геометрии Fs = √(Fx² + Fys²)

Вычисления и графо-построения я выполнил в приложении Маткад (ссылка) . Маткад-скриншот прилагаю. Я добавил в него подробные комментарии зелёным цветом.

Ответ: Ускорение бусинки в нижней точке кольца равно a = 2·g ≈ 19,6 м/с² , его вектор направлен к центру оси вращения.
В момент прохождения бусинки нижней точки кольца, кольцо действует на бусинку с силой N = 26,9·m .
Вектор N образует с вертикалью угол β = 41°.

Дополнительный учеб ный материал : "Центростремительная и центробежная силы" Ссылка2 .

Учебный видео-ролик "Мотоциклист едет по треку" youtu.be/xbuuEZm5rS8 . Первую треть фильма я отрезал в своей копии (там дурацкие шутки и кривляния). Во второй трети Вы приятно удивитесь Методу репетитора Султанова Алексея Эдвартовича - лауреата Нобелевской премии .

Консультировал: Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт) Дата отправки: 11.04.2021, 18:00 5 Вот самый лучший вы просто! Долго не мог понять как решать, а щас во всем разобрался и понял, спасибо огромное! ----- Дата оценки: 12.04.2021, 21:42

Рейтинг ответа: +1 поблагодарить эксперта

Консультация # 200601:

Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос: на призму с преломляющим углом f=30 градусов перпендикулярно боковой грани падает луч света. на какой угол отклонится луч после выхода из призмы, если показатель преломления вещества призмы n=1,73?

Дата отправки: 09.04.2021, 13:22
Вопрос задал: vladislav.makeev88 (1-й класс)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Konstantin Shvetski (Модератор):

Здравствуйте, vladislav.makeev88!
Дано:
φ=30º
n=1,73
Найти: δ
Решение:

γ=90°-φ = 60°
α=90°-γ = 30°
n=sinβ/sinα
⇒
sinβ=n*sinα = 1,73*1/2 = 0,865
⇒
β ≈ 60°
δ = β-α = 60-30 = 30°

Консультировал: Konstantin Shvetski (Модератор) Дата отправки: 11.04.2021, 02:53 5 нет комментария ----- Дата оценки: 11.04.2021, 15:16

Рейтинг ответа: 0 поблагодарить эксперта

Консультация # 200602:

Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос: на дифракционную решётку, содержащую n=400 штрихов на миллиметр, падает нормально монохроматический свет (л=0,6 мкм). найти общее число дифракционных максимумов, которые даёт эта решётка. определить угол дифракции f, соответствующий последнему максимуму.

Дата отправки: 09.04.2021, 13:29
Вопрос задал: vladislav.makeev88 (1-й класс)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Гордиенко Андрей Владимирович (Профессионал):

Здравствуйте, vladislav.makeev88!

Предлагаю Вам следующее решение задачи.

Дано: -- число штрихов дифракционной решётки на длине м; м -- длина волны монохроматического света, падающего нормально на дифракционную решётку.
Определить: -- общее число дифракционных максимумов, которые даёт эта решётка; -- угол дифракции, соответствующий последнему максимуму.

Консультировал: Гордиенко Андрей Владимирович (Профессионал) Дата отправки: 11.04.2021, 09:22 5 нет комментария ----- Дата оценки: 11.04.2021, 15:16

Рейтинг ответа: 0 поблагодарить эксперта

Консультация # 200603:

Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе: давление монохроматического света на зачернённую поверхность, расположенную перпендикулярно падающему излучению, равно 0,15 мкПа. определить длину волны излучения, если за одну секунду на поверхность площадью 40 см^2 падает 4,52*10^17 фотонов.

Дата отправки: 09.04.2021, 13:33
Вопрос задал: vladislav.makeev88 (1-й класс)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Гордиенко Андрей Владимирович (Профессионал):

Здравствуйте, vladislav.makeev88!

Предлагаю Вам следующее решение задачи.

Дано: -- коэффициент отражения (для зачернённой поверхности); Па -- давление монохроматического света на зачернённую поверхность, расположенную перпендикулярно падающему излучению; м² -- площадь поверхности; -- число фотонов, падающих ежесекундно на поверхность площадью
Определить:
Определить: -- длину волны монохроматического света, падающего на поверхность.

(м).

Консультировал: Гордиенко Андрей Владимирович (Профессионал) Дата отправки: 11.04.2021, 10:40 5 нет комментария ----- Дата оценки: 11.04.2021, 15:16

Рейтинг ответа: 0 поблагодарить эксперта

Оценить выпуск | Задать вопрос экспертам

главная страница  |  стать участником  |  получить консультацию
техническая поддержка