Физтех 2025, 10 класс, задача 3

Сложная
Механика
Источник:
Олимпиада школьников «Физтех» по физике, Заключительный этап, 2025, 10 класс

Два шарика с массами и подвешены на невесомых нерастяжимых нитях длины , прикрепленных к одной точке потолка. Шарики скреплены с легким стержнем длины . Систему удерживают так, что шарики находятся на одной высоте. Далее систему освобождают.

Рисунок к условию задачи 3: шарики на нитях и стержень

1. Какой угол с горизонтом образует вектор ускорения шарика массой сразу после освобождения системы? В ответе укажите .

2. Найдите модуль ускорения шарика массой сразу после освобождения системы. Начальная скорость нулевая. Ускорение свободного падения .

3. Найдите модуль упругой силы, с которой стержень действует на этот шарик сразу после освобождения системы.

Войдите, чтобы проверять ответы

1)

Рисунок к решению задачи 3: силы и ускорения шариков

В процессе движения нити остаются натянутыми, шарики будут двигаться по окружности с нулевой начальной скоростью. Ускорения шариков перпендикулярны нитям и одинаковы по модулю. Действительно, стержень - абсолютно твердое тело, проекции скоростей, а следовательно, и ускорений шариков на горизонтальное направление равны. Масса стержня пренебрежимо мала, поэтому силы, с которыми стержень действует на шарики, направлены вдоль стержня и .

По второму закону Ньютона:

далее , .

Перейдем к проекциям сил и ускорения на касательные направления:

Отсюда

2)

3)

1

Правильный ответ на -й вопрос (формула + число)

3
2

Правильный ответ на -й вопрос (формула + число)

4
3

Правильный ответ на -й вопрос (формула + число)

3
Максимум: 10

Похожие задачи

Физтех 2024, 9 класс, задача 3

Клин с углом при вершине α=30circ находится на горизонтальной поверхности. На наклонной плоскости клина покоится однородный шар, касающийся вертикальной стенки. Массы шара и клина одинаковы и равны m=1,кг. Трения нет. Ускорение свободного падения g=10,м/с2. Рисунок к задаче 3:
Сложная
Механика

Физтех 2025, 10 класс, задача 2

Фейерверк установлен на горизонтальной площадке. После мгновенного сгорания топлива начинается полет фейерверка по вертикали. В процессе подъема на высоте h=8,м фейерверк находился через τ=0,8,с после начала полета. 1\. На какую максимальную высоту H поднимается фейерверк? Ускорение свободного паден
Сложная
Механика

Физтех 2026, 10 класс, задача 1

На высоте H=3,75,м над горизонтальной площадкой фейерверк разрывается на множество осколков, два из которых движутся в одной вертикальной плоскости с одинаковой по модулю начальной скоростью V0=11,м/с. Вектор скорости первого осколка образует угол α с горизонтом, вектор скорости второго о
Сложная
Механика

Физтех 2025, 10 класс, задача 1

Вырезанную из однородного листа металла пластину в форме равностороннего треугольника ABC (см. рис.) положили на гладкую горизонтальную плоскость и толкнули. Пластина пришла в движение. В момент t=0 оказалось, что скорость vec vA точки A параллельна стороне BC и по величине равна vA<
Сложная
Механика