Вопрос задан 18.10.2025 в 17:37. Предмет Физика. Спрашивает Харькина Ирина.

Шарик скользит по наклонному желобу, переходящему в вертикальную петлю радиусом 1 м. С какой высоты шарик должен начать движение, чтобы не оторваться в верхней точке петли?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Колесова Мария.

Нужно, чтобы в верхней точке петли шарик ещё прижимался к желобу, то есть нормальная реакция не обращалась в ноль. В верхней точке к центру окружности (вниз) направлены сила тяжести mgmg и сила реакции NN. Условие «на грани отрыва» — это N=0N=0. Тогда центростремительное равновесие даёт

mg=mv2Rvtop2=gR.mg=\frac{mv^2}{R}\quad\Rightarrow\quad v_\text{top}^2=gR.

Дальше — закон сохранения энергии (предполагаем скольжение без трения и без вращения, т.к. «скользит»):
если шарик стартует с высоты hh относительно нижней точки петли, то в верхней точке он поднялся на 2R2R и имеет скорость vtopv_\text{top}:

mgh=mg(2R)+mvtop22.mgh=mg(2R)+\frac{mv_\text{top}^2}{2}.

Подставляем vtop2=gRv_\text{top}^2=gR:

mgh=mg(2R)+mgR2    h=2R+R2=52R.mgh=mg(2R)+\frac{m g R}{2}\;\Rightarrow\; h=2R+\frac{R}{2}=\frac{5}{2}R.

При R=1мR=1\,\text{м}:

h=521=2,5м.h=\frac{5}{2}\cdot 1=2{,}5\,\text{м}.

Ответ: шарик должен начать движение с высоты 2,52{,}5 м (от нижней точки петли).

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос