Ведро с водой массой 10 кг вращают в вертикальной плоскости. Радиус вращения 1 м. Ведро вращается со скоростью 5 м/с. 1. С каким ускорением движется ведро? 2. Каков будет вес ведра в нижней точке траектории?

m = 10 кг.

R = 1 м.

V = 5 м/с.

g = 10 м/с².

a - ?

P - ?

Ведро имеет центростремительное ускорение а, значение которого выразим по формуле: а = V² / R, где V - скорость вращения, R - радиус окружности.

а = (5 м/с) ² / 1 м = 25 м/с².

На ведро при прохождении нижней точки вращения действует 2 силы: сила тяжести m * g, направленная вертикально вниз, сила натяжения верёвки N, направленная вертикально вверх.

m * a = m * g + N - 2 закон Ньютона в векторной форме.

Для проекций на вертикальную ось 2 закон Ньютона примет вид: m * a = - m * g + N.

N = m * a + m * g = m * (a + g).

Согласно 3 закона Ньютона сила N = Р.

Р = m * (a + g).

Р = 10 кг * (25 м/с² + 10 м/с²) = 350 Н.

Ответ: в нижней точке вращения вес ведра составляет Р = 350 Н.