Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 3927
2017-07-22 
В точке A горизонтального диска, вращающегося вокруг вертикальной оси, прикреплена пружина на другом конце которой прикреплен груз В массы $m = 20 г$. Жесткость пружины $k = 1 Н/м$, расстояние OA = 5 см. длина пружины в недеформированном состоянии $l_{0} = 10 см$. Какова будет потенциальная энергия пружины при вращении диска с угловой скоростью $w = 100 рад/с$?
Решение:
Сила $F(l)$, необходимая для удержания шара на диске, линейно растет с увеличением длины пружины $l$:
$F(l) = ma_{ц.с.} = m \omega^{2} (l_{0} + l)$.
$l_{0} = OA$. Тангенс угла наклона этой зависимости $k_{1} = m \omega^{2} = 20 Н/м$.
В то же время сила упругости пружины $F_{y}(l)$, которая удерживает шар, растет с увеличением длины пружины значительно медленнее: $F_{y}(l) = k(l - l_{0})$. Тангенс угла наклона этой зависимости как функции $l$ равен жесткости пружины, т.е. $k = 0,1 Н/м$. Поэтому при данных условиях задачи пружина будет растягиваться неограниченно, что нереально. Следовательно, потенциальную энергию пружины при вращении диска с угловой скоростью $\omega = 100 рад/с$ определить нельзя.
В точке A горизонтального диска, вращающегося вокруг вертикальной оси, прикреплена пружина на другом конце которой прикреплен груз В массы $m = 20 г$. Жесткость пружины $k = 1 Н/м$, расстояние OA = 5 см. длина пружины в недеформированном состоянии $l_{0} = 10 см$. Какова будет потенциальная энергия пружины при вращении диска с угловой скоростью $w = 100 рад/с$?
Решение:
Сила $F(l)$, необходимая для удержания шара на диске, линейно растет с увеличением длины пружины $l$:
$F(l) = ma_{ц.с.} = m \omega^{2} (l_{0} + l)$.
$l_{0} = OA$. Тангенс угла наклона этой зависимости $k_{1} = m \omega^{2} = 20 Н/м$.
В то же время сила упругости пружины $F_{y}(l)$, которая удерживает шар, растет с увеличением длины пружины значительно медленнее: $F_{y}(l) = k(l - l_{0})$. Тангенс угла наклона этой зависимости как функции $l$ равен жесткости пружины, т.е. $k = 0,1 Н/м$. Поэтому при данных условиях задачи пружина будет растягиваться неограниченно, что нереально. Следовательно, потенциальную энергию пружины при вращении диска с угловой скоростью $\omega = 100 рад/с$ определить нельзя.
