Okręgi poziome

Część sekcji Mechanika ścieżki Physics w Coddy. Lekcja 77 z 97.

Siła wypadkowa skierowana do środka utrzymuje obiekt na okręgu:

$F_{\text{net}} = \frac{m v^2}{r}$

Nie jest to nowa siła: tę rolę pełni siła napięcia, tarcia lub siła normalna.

Krążek na sznurku: $\relax T = mv^2/r$ .

Widok z góry: krążek na pozbawionym tarcia stole, przywiązany sznurkiem do kołka w środku swojej kolistej ścieżki; napięcie T ciągnie krążek wzdłuż sznurka w stronę kołka, a jego prędkość v jest skierowana wzdłuż okręgu

Widok z góry: napięcie sznurka jest siłą skierowaną do środka.

Samochód na płaskim zakręcie: $\relax f_s = mv^2/r$ , aż do granicy tarcia.

Wyzwanie

Krążek o masie $0.2\ \mathrm{kg}$ ślizga się po okręgu po lodzie bez tarcia, przywiązany do kołka w środku za pomocą $0.5\ \mathrm{m}$ sznurka. Sznurek pęka przy naprężeniu $10\ \mathrm{N}$ . Znajdź największą prędkość $v$ , z jaką może poruszać się krążek.