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#31783

Наполненный гелием воздушный шарик имеет форму, близкую к сферической. Если отпустить его в безветренную погоду, скорость его установившегося (то есть равномерного) подъёма будет равна v0  . Этот шарик привязали к багажнику велосипеда. Когда велосипедист на этом велосипеде ехал навстречу ветру со скоростью v  относительно земли, нить шарика отклонилась от вертикали на постоянный угол. Найдите этот угол, если скорость ветра равна u  . Считать, что при движении шарика в воздухе величина действующей на него силы сопротивления пропорциональна квадрату его скорости относительно воздуха.
(«Покори Воробьёвы горы!», 2014, 10–11)

Источники: Покори Воробьёвы горы, 2014, 10–11

Показать ответ и решение

PIC

В случае равномерного движения шарика вверх в безветренную погоду на него действуют сила Архимеда FA  , сила тяжести mg  и сила сопротивления воздуха F = αv2
 c     0  (рис.), причём:

FA = Fc + mg ⇔ FA = αv20 + mg. (1)

При движении шарика, привязанного к багажнику, Fc = α (u + v)2  , где (u+ v)  – скорость шарика относительно воздуха и на шарик действует дополнительно сила натяжения нити T  (рис.). В проекции на ось x  , перпендикулярную нити:

                 2
FA sin α = α (u + v) cosα+ mg sin α.

или

            2
FA = α(u+ v) ctgα + mg.

Решая совместно с (1), получим

        (        )
α = arctg (v+-u)2
            v20

(Официальное решение ПВГ)

Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Правильно составлено уравнение движения шарика вверх

2

Правильно указаны силы, действующие на шарик, при его движении по горизонтали

2

Правильно записано выражение для силы сопротивления, в котором верно опрделена скрость шарика относительно воздуха

1

Правильно записаны проекции уравнения движения для шарика, привязанного к багажнику

2

Получен верный ответ

3

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!