Задание №6 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения данной задачи воспользуемся законами динамики и кинематики движения тела по окружности.

1. Согласно второму закону Ньютона, равнодействующая всех сил $\vec{F}$, приложенных к телу, сообщает ему ускорение $\vec{a}$. Математически это записывается так: $\vec{F} = m\vec{a}$. Из этой формулы следует, что вектор равнодействующей силы всегда сонаправлен с вектором ускорения тела.

2. По условию задачи тело движется по окружности равномерно (то есть модуль скорости $v$ остаётся постоянным). При равномерном движении по окружности тангенциальное (касательное) ускорение равно нулю, и тело обладает только центростремительным ускорением $\vec{a}_{ц}$.

3. Центростремительное ускорение, как следует из его названия, в любой точке траектории направлено по радиусу к центру окружности (в точку $O$).

4. Рассмотрим рисунок. В точке $A$ изображены четыре вектора:
— Вектор 3 направлен по касательной к окружности в сторону движения (это направление вектора мгновенной скорости $\vec{v}$);
— Вектор 4 направлен по касательной против движения;
— Вектор 1 направлен вдоль радиуса к центру окружности (в точку $O$);
— Вектор 2 направлен вертикально вниз.

Так как равнодействующая сил должна быть направлена так же, как и центростремительное ускорение (к центру окружности), ей соответствует вектор 1.

Ответ: 1

Источник: ФИПИ