Задачи по физике, механике

[Mike4july1972]

1) Диск радіусом 10 см розпочав обертання з постійним кутовим прискоренням 0,5 рад/(с*с). Знайти тангенціальне, нормальне та повне прискорення точок обода в кінці другої секунди після початку руху.
2) Через блок у вигляді диска з масою 80 г перекинута тонка нитка до кінців якої причеплені вантажі 100 г та 200 г. З яким прискоренням будуть рухатись вантажі? Тертям знехтувати.
Я так понял, это задачи по физики для первого курса.
Нужно максимально просто решить эти задачи. Я их решил с использованием теорем об изменении кинетической энергии, количества движения, кинетического момента (момента количества движения) механической системы, но на первом курсе эти теоремы неизвестны большинству студентов и не входят в учебный курс.

[Stank]

Mike4july1972, типичные задачи из Иродова. Решения видел на российских сайтах...

[dp_ua]

это 8-й и 9-й класс. одна-две формулы. В учебнике надо смотреть.

[Bobin]

Обе задачи решаются просто без применения теорем о кинетической энергии и моменте.
Чтобы решить первую задачу, достаточно знать определение тангенциального, нормального и полного ускорений.
Для второй задачи кроме того надо знать Закон всемирного тяготения и второй закон Ньютона. И, по-моему, для решения второй задачи в условии не хватает радиуса диска.

[dp_ua]

Bobin, во второй оно может и не надо. Там может быть так, как в примере:
"Возьмем типичную ситуацию, две девочки катаются в вакууме на невесомой спице....."
таких примеров в физике довольно много.... расчитаны они на решение в одну-две формулы хе хе

[Bobin]

dp_ua, тут спица не невесома.
А во второй ответ (200-100)*g/(200+100+80) ??

[Mike4july1972]

Bobin,
радиус сокращается!!!!!!!!!!! Почему это не понятно???!!!!

[Mike4july1972]

Здесь проблема в том, чтобы объяснить человеку, не владеющему основами физики и математики как получаются выражения для углового ускорения, центростремительного ускорения, аналогии и отличия поступательного и вращательного движений.
1) Диск радиуса 10 см начал вращение с постоянным угловым ускорением «а». Найти тангенциальное, нормальное и полное ускорение точек обода в конце второй секунды после начала движения.
2) Через блок в виде диска массой 80 г переброшена тонкая нить, к концам которой прицеплены грузы 100 г и 200 г. С каким ускорением будут двигаться грузы? Трением пренебречь.

[Stank]

dp_ua, уж в школьном курсе точно не изучают тангенциальное ускорение...первая задача из раздела "механика" для первого курса...

[Bobin]

Mike4july1972, чтобы вывести выражения для центростремительного и полного ускорения для вращательного движения, нужно знать что такое вектор и операции над векторами.

[Mike4july1972]

Bobin,
еще второй закон Ньютона, ....

[dp_ua]

Stank, у нас физик сумашедший был. в Лицее я учился....
поэтому ничего не скажу про школьную программу....

[1960]

у нас физик сумашедший был

dp_ua, Майк?

[dp_ua]

1960, не.. этот же не преподаватель.... этот сам по себе псих..

а у нас сумашедший в плане мегафизик....

[Demian]

Г задачи по теормеху. Попробую их решить так чтобы даже ребенок понял. Не зря я победитель всеукраинской олимпиады по теормеху.

[Mike4july1972]

Достаточно ли понятное это моё решение указанных задач по физике?
Все формулы могу выслать желающим в формате ворд.
1)
Розв’язок:
Тангенціальне прискорення наведено в умові задачі, то є постійне кутове прискорення. Нормальне прискорення дорівнює добутку радіусу диска та квадрату кутової швидкості обертання диску. Повне прискорення дорівнює векторній сумі тангенціального та нормального прискорення. Оскільки система рухається з постійним кутовим прискоренням при нульових початкових умовах, то можна легко виписати рівняння руху цієї системи. Маючи рівняння руху, знаходимо нормальне прискорення в кінці другої секунди після початку руху. Далі, додаємо тангенціальне та нормальне прискорення як вектори й отримуємо повне прискорення. Лінійне тангенціальне прискорення дорівнює векторному добутку радіус-вектора та кутового прискорення, оскільки вони перпендикулярні (кутове прискорення спрямовано перпендикулярно площині диску, що обертається, а радіус-вектор спрямований від центру диска до обода диска й лежить у площині диску), їх векторний добуток дорівнює звичайному добутку модуля радіуса та модуля кутового прискорення.
2)
Розв’язок:
Позначимо прискорення через «а», масу блоку (диску) через , масу першого вантажу (100 г) – через та масу другого вантажу (200 г) – через , прискорення, що спричиняється силою земного тяжіння через .
Система має одну ступінь свободи. Тому, розглядаємо одномірний рух.
Вибираємо систему координат таким чином, що вісь х спрямована на напрямком руху важчого вантажу, кутова координата, що описує обертання диску відраховується у додатному напрямку при поступальному русі важчого вантажу. Ці дві координати не є незалежними, оскільки система має одну ступінь свободи.
Застосовуємо терему про зміну кінетичної енергії механічної системи. Згідно з нею, зміна кінетичної енергії механічної системи дорівнює роботі зовнішніх та внутрішніх сил.
Нехтуємо тертям тільки при обертанні диска, але тертя вважається нескінченим при взаємодії нитки та диску. Якщо нехтувати усім тертям, то не має сенсу враховувати масу диску.

[Mike4july1972]

http://www.lib.mexmat.ru/forum/viewtopic.php?t=4325
Я решил эту задачу немного по-другому. Могу выслать желающим моё решение с текстом на украинском языке и со всеми формулами в формате ворд.

[Mike4july1972]

У меня получается, что ускорение во второй задаче равно дроби, где в числителе разность масс грузов, умноженная на ускорение свободного падения, а в знаменателе сумма масс грузов минус половина массы блока. Это решение вроде бы удовлетворяет качественным проверкам, по размерности, . . . .

[Bobin]

Mike4july1972, в знаменателе не может быть минус половина массы блока. Скорее - плюс половина массы блока.
Если так, как вы написали - с минусом, то получается чем больше масса блока, тем меньше знаменатель, тем больше ускорение, а это противоречит наблюдениям. А при массе блока 600 г знаменатель вообще в 0 обращается.

[Bobin]

Mike4july1972, почему вы принебрегаете массой диска при применении Закона об изменении кинетической энергии системы? Кинетическая энергия системы складывается в том числе иэ кинетической энергии точек вращающегося диска.