ГДЗ по физике, 10 класс, Мякишев, номер 2.4: Закон Кулона
Физика — Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.; под редакцией Парфентьевой Н.А.
Екатерина Новикова, методист по физике Шпаргача обновлено 8 сентября 2026
Условие
Жёсткий стержень длиной 1 м с прикреплённым к нему шариком массой 100 г вращается равномерно в вертикальной плоскости. Определите модуль и направление силы, с которой стержень действует на шарик в верхней точке, при скоростях шарика 2 м/с и 4 м/с.
Номер как в учебнике. Условие — полный пересказ редакции: те же пункты, числа и факты, не цитата из книги.
Пошаговое решение
План решения
В верхней точке траектории на шарик действуют две силы: сила тяжести mg, направленная вниз, и сила реакции стержня N. Поскольку движение равномерное по окружности, равнодействующая этих сил должна быть направлена к центру окружности (вниз) и равна центростремительной силе Fц =mv2/R.
Запишем второй закон Ньютона в проекции на вертикальную ось, направленную вниз (к центру): mg+N=mv2/R Отсюда выразим силу, с которой стержень действует на шарик: N=mv2/R-mg Если N>0, стержень тянет шарик вниз (сила натяжения). Если N<0, стержень толкает шарик вверх (сила поддержки).
Вычисления
Дано: длина стержня R=1 м, масса шарика m=100 г =0.1 кг, ускорение свободного падения g≈9.8 м/с 2. 1. Случай v1=2 м/с: Подставим значения в формулу для N1: N1=0.1·22/1-0.1·9.8=0.1·4-0.98=0.4-0.98=-0.58 Н Знак минус означает, что вектор силы направлен противоположно выбранной оси (то есть вверх). Модуль силы равен |N1|=0.58 Н. Направление: вертикально вверх (стержень поддерживает шарик). 2. Случай v2=4 м/с: Подставим значения в формулу для N2: N2=0.1·42/1-0.1·9.8=0.1·16-0.98=1.6-0.98=0.62 Н Знак плюс означает, что вектор силы направлен вдоль выбранной оси (то есть вниз). Модуль силы равен |N2|=0.62 Н. Направление: вертикально вниз (стержень притягивает шарик к центру).
Проверка и вывод
При малых скоростях (v<gR≈3.13 м/с) центробежной тенденции недостаточно, чтобы «отбросить» шарик от центра, поэтому стержень должен его поддерживать, действуя силой вверх. При больших скоростях (v>gR) инерция стремится увести шарик по касательной наружу, и стержень должен удерживать его, действуя силой натяжения вниз. Полученные результаты согласуются с физическим смыслом задачи.
а) 0.58 Н, вертикально вверх
б) 0.62 Н, вертикально вниз
Использовано значение g=9.8 м/с^2. В некоторых школьных задачах могут округлять до g=10 м/с^2, тогда ответы будут 0.6 Н и 0.6 Н соответственно, но стандартный подход — 9.8.
Как решение?
Двойная оценка: понятность и подробность. Можно выбрать одно или оба.
У вас другое условие?
Загрузите фото — учтём ваши числа и редакцию.
Частые вопросы
Это точный номер 2.4 из моего учебника?
Номер совпадает с учебником «Физика», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.; под редакцией Парфентьевой Н.А.. Формулировка — пересказ редакции, не дословная цитата. Если в вашей редакции другие числа — загрузите фото.
Какой ответ в задании 2.4?
Краткий ответ: а) 0.58 Н, вертикально вверх б) 0.62 Н, вертикально вниз.
Как пользоваться этим разбором?
Сначала прочитайте условие и чертёж, затем шаги решения по порядку и сверьте свой ход с кратким ответом внизу.
Какой учебник имеется в виду?
«Физика», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.; под редакцией Парфентьевой Н.А.. Проверьте часть, год и автора на обложке. Тема в учебнике: § 2. Закон Кулона.
Можно ли списать ответ без решения?
Лучше сначала решить самостоятельно, а разбор использовать для проверки хода и поиска ошибки.