29

Шайба на вращающемся конусе

ЕГЭ · Физика · Задание 29 · Динамика и гравитация
ВысокаяФИПИ8B64FDРазвёрнутое решение≈ 15 минут

Полый конус с углом при вершине $2\alpha$ вращается вокруг вертикальной оси, совпадающей с его осью симметрии. Вершина конуса обращена вверх. На внешней поверхности конуса находится небольшая шайба, коэффициент трения которой о поверхность конуса равен $\mu$. При какой максимальной угловой скорости вращения конуса шайба будет неподвижна относительно конуса, находясь на расстоянии $L$ от вершины? Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на шайбу.

Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
Дайте развернутый ответ.

Полый конус с углом при вершине 2α вращается вокруг вертикальной оси, совпадающей с его осью симметрии. Вершина конуса обращена вверх. На внешней поверхности конуса находится небольшая шайба, коэффициент трения которой о поверхность конуса равен μ . При какой максимальной угловой скорости вращения конуса шайба будет неподвижна относительно конуса, находясь на расстоянии L от вершины? Сделайте рисунок
с указанием сил, действующих на шайбу.



Ответ

Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.

Открыть разбор
!
3 уровня: от лёгкого толчка до почти готового решения. Следующий открывается, когда прочитан предыдущий, — чтобы не перепрыгнуть сразу к ответу.
1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3

Рассмотрите движение шайбы в инерциальной системе отсчёта: она движется по окружности радиуса $r=L\sin\alpha$.

2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3

Разложите силы и второй закон Ньютона по направлениям вдоль образующей конуса и перпендикулярно его поверхности. Учтите, что сила трения покоя удовлетворяет условию $F_{\text{тр}}\leq\mu N$.

3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3

Для предельной скорости используйте $F_{\text{тр}}=\mu N$, $r=L\sin\alpha$, а также уравнение движения по горизонтальному направлению с ускорением $\omega^2r$.

Всё равно не складывается?Полное решение с обоснованием каждого шага — на отдельной странице.
Открыть решение

Задание 29 ЕГЭ, физика

Задача из темы «Динамика и гравитация»: в ней 239 задач с ответом и разбором по шагам. В 29-м номере бланка — 18 задач.

Ответ можно проверить здесь же, а если не выходит — открыть подсказку или разбор. Регистрация не нужна.