Question

В школьном опыте брусок, помещённый на горизонтальный диск, вращается вместе с ним с некоторой угловой скоростью. В ходе опыта угловую скорость диска увеличили. При этом положение бруска на диске осталось прежним. Как изменились при этом центростремительное ускорение бруска и сила нормального давления бруска на опору?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

| Центростремительное ускорение бруска | Сила нормального давления бруска на опору |
| --- | --- |
| | |

Accepted Answer

13

Answer

Идея решения: применить формулу центростремительного ускорения и проанализировать силы, действующие на брусок при увеличении угловой скорости.

Центростремительное ускорение при вращении определяется формулой:

$$a_ц = \omega^2 r$$

где $\omega$ — угловая скорость, $r$ — расстояние от оси вращения.

Поскольку положение бруска на диске осталось прежним, радиус $r$ не изменился. При увеличении угловой скорости $\omega$ центростремительное ускорение $a_ц$ возрастает.

**Центростремительное ускорение: увеличилось (ответ 1).**

Для анализа силы нормального давления рассмотрим вертикальное направление. На брусок действуют сила тяжести $mg$ (вниз) и нормальная сила $N$ (вверх). Поскольку движение происходит в горизонтальной плоскости, вертикальное ускорение отсутствует:

$$N = mg$$

Нормальная сила зависит только от массы бруска и ускорения свободного падения, которые не изменяются. Увеличение угловой скорости влияет только на горизонтальную (центростремительную) компоненту ускорения, но не на вертикальное равновесие.

**Сила нормального давления: не изменилась (ответ 3).**

Задание №6Динамика и законы сохраненияЕГЭ по физике