2023-06-26
Человек вращает камень, привязанный к веревке длиной $R$, в вертикальной плоскости. Скорость вращения постоянна. В некоторой точке камень отрывается и летит вертикально вверх. Найти наибольшую высоту, на которую он поднимется, если известно, что в момент отрыва суммарное ускорение камня было направлено под углом $45^{ \circ}$ к вертикали.
Решение:
Результирующее ускорение в момент отрыва камня складывается из тангенциального ускорения, равного $g$, и нормального, равного $\frac{v^{2}}{R}$. Так как результирующее ускорение направлено под углом $45^{ \circ}$ к вертикали, т. е. к направлению $g$, то $g = \frac{v^{2}}{R}$ и начальная скорость камня
$v = \sqrt{ gR}$.
Используя формулу $h_{max} = \frac{v_{0}^{2}}{2g}$, найдем, что
$h_{max} = \frac{v^{2}}{2g} = \frac{gR}{2g} = \frac{R}{2}$.