Шарик, который висит на нити длиной 60 см, вращается и делает 120 оборотов в минуту. Как можно определить центростремительное ускорение этого шарика?

Физика 11 класс Центростремительное движение центростремительное ускорение шарик на нити вращение шарика физика 11 класс расчет ускорения обороты в минуту длина нити движение по окружности Новый

Для определения центростремительного ускорения шарика, вращающегося на нити, необходимо использовать некоторые физические формулы и понятия. Рассмотрим процесс шаг за шагом.

Шаг 1: Определение радиуса вращения

В данном случае длина нити составляет 60 см, что соответствует радиусу вращения шарика. Радиус (r) равен 0.6 метра (так как 60 см = 0.6 м).

Шаг 2: Определение угловой скорости

Угловая скорость (ω) определяется как количество оборотов в минуту, переведенное в радианы в секунду. Один оборот равен 2π радиан. Таким образом, для 120 оборотов в минуту:

• Сначала переведем минуты в секунды: 120 оборотов/минуту = 120/60 = 2 оборота/секунду.
• Теперь умножим на 2π, чтобы получить угловую скорость в радианах в секунду: ω = 2 оборота/секунду * 2π = 4π рад/с.

Шаг 3: Определение линейной скорости

Линейная скорость (v) шарика может быть найдена с помощью формулы:

v = ω * r

• Подставим значения: v = 4π рад/с * 0.6 м = 2.4π м/с.

Шаг 4: Определение центростремительного ускорения

Центростремительное ускорение (a_c) можно вычислить с использованием следующей формулы:

a_c = v² / r

• Подставим значения: a_c = (2.4π)² / 0.6.
• Сначала найдем (2.4π)²: (2.4)² * (π)² = 5.76 * π².
• Теперь подставим в формулу: a_c = 5.76 * π² / 0.6.
• Выполнив деление, получим значение центростремительного ускорения.

Таким образом, следуя этим шагам, мы можем определить центростремительное ускорение шарика, вращающегося на нити длиной 60 см с частотой 120 оборотов в минуту.