Вокруг вертикальной оси Оу с постоянной угловой скоростью
вращаются два небольших груза, подвешенных на лёгкой нерастяжимой нити. Верхний конец нити прикреплён к оси (см. рис.). Если масса первого груза m1 = 90 г, то масса первого груза m2 равна ... г.
Примечание. Масштаб сетки вдоль обеих осей одинаков.
Изобразим силы, действующие на каждый грузик.
Оба тела движутся по окружности, следовательно, движутся с центростремительным ускорением. Циклическая частота вращения обоих тел одинакова. По рисунку радиус окружности второго тела в раз больше радиуса окружности первого тела. Следовательно, ускорение второго тела в
раз больше, чем ускорение первого тела
Запишем второй закон Ньютона для каждого тела:
Найдем проекции на оси Ox и Oy, обозначив углы — первой силы натяжения с осью Оy,
— второй силы натяжения с осью Оy.
При делении 3 уравнения на 4 получаем:
Из рисунка следует, что угол откуда следует, что a2 = 2g, а из описанного выше
Преобразуем уравнения 1 и 2:
Учитывая уравнения 3 и 4, а также вывод о первом ускорении, получаем:
Разделив одно уравнение на другое, получим:
Из рисунка находим, что Тогда получаем соотношение: m2 =0,6m1 = 0,6 · 90 = 54 г.
Ответ: 54.