К концу невесомого стержня длиной 1 м прикреплен небольшой шарик массой 0,1 кг; другой конец стержня закреплен на горизонтальной оси. Стержень равномерно вращается в вертикальной плоскости. С какой по модулю силой и в каком направлении ша¬рик действует на стержень при прохождении наивысшей точки траектории, если скорость шарика 6 м/с (3,2 м/с; 1 м/с)

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Наивысшая точка траектории соответствует моменту, когда скорость шарика равна 0. Поэтому для каждой из скоростей (6 м/с, 3.2 м/с, 1 м/с) можно найти соответствующую центростремительную силу, действующую на шарик в этой точке.

1) Для скорости 6 м/с:
Центростремительная сила равна $$F_c = \frac{m \cdot v^2}{r} = \frac{0,1 \cdot 6^2}{1} = 0.6 Н$$
Поскольку сила центростремительная направлена к центру окружности, то действующая на стержень сила равна ей по модулю, но направлена к противоположному к центру направлению. Поэтому сила, с которой шарик действует на стержень, также равна $0.6 Н$, но направлена от центра окружности.

2) Для скорости 3.2 м/с:
Центростремительная сила равна $$F_c = \frac{m \cdot v^2}{r} = \frac{0,1 \cdot 3.2^2}{1} = 0.32 Н$$
С точно таким же рассуждением, сила, с которой шарик действует на стержень, равна $0.32 Н$, направлена от центра окружности.

3) Для скорости 1 м/с:
Центростремительная сила равна $$F_c = \frac{m \cdot v^2}{r} = \frac{0,1 \cdot 1^2}{1} = 0.1 Н$$
Силы, с которой шарик действует на стержень, равна $0.1 Н$, направлена от центра окружности.

Итак, во всех трех случаях шарик действует на стержень с силой, равной $0.6 Н$, $0.32 Н$ и $0.1 Н$ соответственно, направленной от центра окружности.