Тема . Механика. Динамика и Статика

.03 Движение с переменным ускорением

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. динамика и статика
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#31782

Два шара с радиусами R  и 2R  имеют плотности 3ρ  и ρ  соответственно. Шары связаны очень длинной нитью. Шары сбрасывают вниз с воздушного шара, и благодаря сопротивлению воздуха через некоторое время они движутся равномерно. Найти силу натяжения нити. Выталкивающей силой, действующей на шары со стороны воздуха, пренебречь. Считать силу сопротивления воздуха пропорциональной площади поперечного сечения шариков.
(«Росатом», 2019, 11)

Источники: Росатом, 2019, 11

Показать ответ и решение

PIC

Поскольку на шар большего радиуса действует большая сила сопротивления воздуха, при движении шары расположатся друг над другом, причем шар большего радиуса окажется сверху (см. рисунок). Поэтому второй закон Ньютона для каждого имеет вид

({
  m1g =  T + F с,1
(                  (∗)
  m2g + T  = F с,2

где m1   и m2   – массы меньшего и большего шара соответственно, T  – сила натяжения нити, Fс,1   и F с,2   – силы сопротивления воздуха, действующие на меньшее и большее тело соответственно. Найдем связи между массами шаров и силами сопротивления. Очевидно

      8-
m2 =  3m1,   F с,2 = 4Fс,1

Поэтому система уравнений (*) дает

(
{ m1g  = T +  Fс,1
                       (∗)
(  8m1g +  T = 4F с,2
   3

Отсюда получаем

      4        16π
T  = ---m1g =  ----ρR3g
     15         15

(Официальное решение Росатом)

Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Сказано, что больший шар окажется вверху

2

Записан второй закон Ньютона

2

Найдены связи между массами шаров и силами сопротивления

2

Решена система уравнений и найдена сила натяженяи нити

2

Представлен правильный ответ

2

Максимальный балл

10

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!