Задание №6 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для того чтобы определить направление ускорения тела, движущегося по окружности, проанализируем характер его движения на основе физических законов кинематики.

1. Анализ вида движения: По условию задачи тело движется по окружности равномерно. Это означает, что модуль скорости тела остается постоянным ($v = \text{const}$), а меняется только направление вектора скорости.

2. Определение составляющих ускорения: Полное ускорение тела при криволинейном движении можно разложить на две составляющие:
— Тангенциальное (касательное) ускорение $a_{\tau}$: оно отвечает за изменение модуля скорости. Так как движение равномерное ($v = \text{const}$), то тангенциальное ускорение равно нулю ($a_{\tau} = 0$).
— Центростремительное (нормальное) ускорение $a_{n}$: оно отвечает за изменение направления вектора скорости. Оно всегда присутствует при движении по окружности и направлено по радиусу к центру окружности.

3. Применение к рисунку: На рисунке точка $O$ является центром окружности. Тело находится в точке $A$.
Стрелка 2 направлена по касательной к траектории (вдоль вектора скорости).
Стрелка 1 направлена от центра окружности.
Стрелка 4 направлена вдоль радиуса точно к центру окружности (в точку $O$).
Следовательно, именно стрелка 4 соответствует направлению центростремительного ускорения.

4. Вывод: Поскольку тангенциальное ускорение отсутствует, полное ускорение тела совпадает с центростремительным и направлено к центру окружности (точка $O$). Этому направлению соответствует стрелка под номером 4.

Ответ: 4

Источник: ФИПИ