Тема . №21 Качественная задача

.01 Качественная задача. Механика

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №21 качественная задача
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#14359

Небольшое тело вращается в вертикальной плоскости по закрепленному кольцу. Основываясь на законах физики, объясните, в какой точке колеса давление на колесо со стороны тела будет максимальным? Сделайте схематичный рисунок с указанием всех сил, действующих на тело. Трением пренебречь.

PIC

Показать ответ и решение

Пусть R  радиус кольца, v1  – скорость тела в верхней точке, v  – скорость тела в какой-то другой точке кольца.

PIC

Сила давления тела на поверхность кольца равна силе реакции опоры со стороны кольца. Введем ось Oy  , направленную в центр кольца, тогда сила реакции опоры в проекции на ось Oy  равна − mg cosα  . По второму закону Ньютона

   2                      2
mv--= N − mgcosα ⇒ N = mv--+ mg cosα.
 R                      R

Из закона сохранения энергии можно найти

mv21+ 2mgR = mv2-+ mgR (1 − cosα)⇒ mv2-= mv21-+ 2mg (1+ cosα),
  2           2                    R     R

Откуда

    mv21
N = -R--+2mg (1 +cosα)+ mg cosα,

Для того, чтобы N  было максимально, нужно чтобы cosα  тоже был максимален, то есть α = 0  и это соответствует нижней точке.

Сила реакции опоры равняется силе давления на колесо по третьему закон Ньютона, значит, в той точке, где сила реакции опоры максимальна, максимальна будет и сила, с которой тело действует на кольцо

Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное правильное решение, включающее правильный

3

ответ (в данном случае: сделан верный чертеж с указанием всех сил действующих на тело)

и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием

наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: для произвольного момента времени записан второй закон Ньютона в векторной форме и в проекции на координатную ось, проходящую через центр колеса, на основе анализа записи второго закона Ньютона в проекции на ось сделан верный вывод о положении точки на колесе, в которой сила реакции опоры принимает наибольшее значение, с использованием третьего закона Ньютона сделан вывод о численном равенстве силы реакции опоры и силы давления тела на колесо)

Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении

2

имеется один или несколько из следующих недостатков.

В объяснении не указано или не используется одно из физических

явлений, свойств, определений или один из законов (формул),

необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение,

лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим

законом, свойством, явлением, определением и т.п.)

И (ИЛИ)

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы,

закономерности, но в них содержится один логический недочёт.

И (ИЛИ)

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение

(возможно, неверные), которые не отделены от решения

и не зачёркнуты.

И (ИЛИ)

В решении имеется неточность в указании на одно из физических

явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для

полного верного объяснения

Представлено решение, соответствующее одному из следующих

1

случаев.

Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение,

но в нём не указаны два явления или физических закона,

необходимых для полного верного объяснения.

ИЛИ

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы,

закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные

на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.

ИЛИ

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы,

закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие

к ответу, содержат ошибки.

Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы,

закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на

решение задачи

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!