Матеріальна точка починає рухатися за годинниковою стрілкою по колу радіусом R = 0,2 м із сталим тангенціальним прискоренням ατ = 0,15 м/с2. Через який час t вектор прискорення α утворить з вектором швидкості v кут α = 60? Який шлях пройде за цей час рухома точка?
Answers & Comments
Verified answer
Ответ:
Время ≈ 1,52 s;
Пройденный путь ≈ 0,1732 m.
Объяснение:
R = 0.2 m
[tex]a_\tau = 0.15~m/s^2[/tex]
α₁ = 60°
------------------
t₁ - ?
s₁ - ?
-------------------
Вектор полного ускорения а раскладывается на две составляющих - тангенциальное и нормальное ускорения [tex]a_\tau[/tex] и [tex]a_n[/tex].
По условию угол α = 60°
[tex]tg~a = \dfrac{a_n}{a_\tau}= \sqrt{3} .[/tex]
Вычислим величину вектора нормального ускорения
[tex]a_n = a_\tau \cdot tg~a = 0.15 \cdot \sqrt{3} \approx 0.2598~(m/s^2)[/tex]
Нормальное ускорение вычисляется по формуле
[tex]a_n = \dfrac{v^2}{R}[/tex]
откуда скорость равна
[tex]v = \sqrt{a_n \cdot R} = \sqrt{0.2598 \cdot 0.2} \approx 0.228~(m/s).[/tex]
Движение равноускоренное, поэтому скорость
[tex]v = a_\tau\cdot t_1[/tex]
откуда искомый момент времени
[tex]t_1 = \dfrac{v}{a_\tau} = \dfrac{0.228}{0.15} \approx 1.52~(s).[/tex]
и пройденный точкой путь
[tex]s_1 = 0.5 \cdot a_\tau \cdot t^2_1 = 0.5 \cdot 0.15 \cdot 1.52^2 \approx 0.1732~(m).[/tex]