В школьном опыте брусок, помещенный на горизонтальный диск, вращается вместе с ним с некоторой угловой скоростью. В ходе опыта угловую скорость диска увеличили. При этом положение бруска на диске осталось прежним. Как изменились при этом линейная скорость и сила трения между бруском и опорой? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифра для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Линейная скорость равна:
где – угловая скорость,
– радиус вращения.
так как остался прежним, а
увеличили, то и
увеличилась.
Запишем второй закон Ньютона
Здесь – масса бруска,
– сила реакции опоры (направлена перпендикулярно поверхности диска),
– центростремительное ускорение,
– сила трения.
Так как брусок вращается вместе с диском, то на брусок действует сила трения покоя, которая направлена в центр траектории.
Центростремительное ускорение равно:
Спроецируем второй закон Ньютона на ось, направленную в центр:
так как остался прежним, а
увеличили, то и сила трения увеличилась.