Срочно помогите с решением: Однородный стержень длиной 1 м подвешен на горизонтальной оси в точке, отстоящей на 20 см от его верхнего конца. Какова наименьшая линейная

скорость, которую нужно сообщить нижнему концу стержня, чтобы он сделал

полный оборот вокруг оси (100 бал)?

Физика 10 класс Динамика вращательного движения однородный стержень горизонтальная ось линейная скорость полный оборот физика задачи механика стержня Новый

Для решения этой задачи, давайте сначала определим основные параметры и условия, необходимые для выполнения полного оборота стержня вокруг оси. Мы знаем, что стержень имеет длину 1 м, и ось подвешена на расстоянии 20 см (0,2 м) от верхнего конца стержня.

Таким образом, длина от оси до нижнего конца стержня составляет:

l = 1 м - 0,2 м = 0,8 м

Теперь нам нужно выяснить, какая линейная скорость необходима для того, чтобы стержень смог сделать полный оборот. Для этого воспользуемся принципом сохранения энергии и условием для движения по кругу.

1. Определим высоту, на которую поднимется центр масс стержня при полном обороте: Центр масс стержня находится на его середине, то есть на расстоянии 0,5 м от верхнего конца. Поскольку ось находится на 0,2 м от верхнего конца, то центр масс находится на:
h = 0,5 м - 0,2 м = 0,3 м
2. Для того чтобы стержень смог сделать полный оборот, необходимо, чтобы его центр масс поднялся на высоту h: В начале движения вся потенциальная энергия будет преобразована в кинетическую. Используем закон сохранения энергии:
mgh = (1/2)mv^2 (где m - масса стержня, g - ускорение свободного падения, h - высота, v - линейная скорость).
3. Сократим массу m:
gh = (1/2)v^2
4. Решим это уравнение относительно v:
v^2 = 2gh v = sqrt(2gh)
5. Подставим значения:
g ≈ 9,81 м/с² h = 0,3 м
6. Теперь вычислим v:
v = sqrt(2 * 9,81 м/с² * 0,3 м) ≈ sqrt(5,886) ≈ 2,43 м/с

Таким образом, наименьшая линейная скорость, которую нужно сообщить нижнему концу стержня, чтобы он сделал полный оборот вокруг оси, составляет примерно 2,43 м/с.