Я уже сталкивался с подобным экспериментом и могу поделиться опытом, чтобы ответить на вопросы.
В данном эксперименте мы имеем шарик массой 200 г, который раскручивают в вертикальной плоскости по нити длиной 1 метр. В нижней точке траектории сила натяжения нити достигает предельно допустимого значения ‒ 88 Н и нить обрывается. При этом значение ускорения свободного падения g равно 10 м/с².1. Утверждение⁚ ″Скорость шарика в момент отрыва примерно равна 21 м/с и направлена горизонтально″.Данное утверждение неверно. Поскольку нить обрывается в нижней точке траектории, скорость шарика в этот момент будет иметь вертикальную составляющую. Вертикальная скорость зависит от ускорения свободного падения и высоты, на которой находится шарик, поэтому ее значение можно рассчитать.
2. Утверждение⁚ ″Ускорение шарика перед отрывом от нити было направлено вниз″.
Это утверждение верно. Поскольку шарик движется по окружности радиусом, равным длине нити, его ускорение направлено в центр окружности. Следовательно, оно направлено вниз, противоположно направлению вектора силы натяжения нити.3. Утверждение⁚ ″Нить может выдержать шарик массой не более 8,8 кг″.Данное утверждение также верно. Сила натяжения нити ограничена значением 88 Н. Поскольку в данном случае сила натяжения нити равна весу шарика, можно рассчитать максимально допустимую массу шарика. Для этого используем формулу для силы⁚ F m * g, где F ౼ сила натяжения нити, m ‒ масса шарика, g ‒ ускорение свободного падения. Раскрывая формулу, получаем m F / g 88 Н / 10 м/с² 8,8 кг.
4. Утверждение⁚ ″После отрыва шарик полетит горизонтально по прямой″.
Это утверждение неверно. После отрыва от нити, шарик будет двигаться по инерции по инерциальной траектории. Направление его движения будет прямолинейным и горизонтальным, но в следующий момент его траектория начнет меняться из-за действия гравитационной силы.
Таким образом, верными являются утверждения 2 и 3. Рассчитаны они по формуле F m * g, где F ౼ сила натяжения нити, m ౼ масса шарика, g ౼ ускорение свободного падения. Утверждения 1 и 4 неверны, так как скорость шарика в момент отрыва будет иметь вертикальную составляющую и после отрыва его траектория будет меняться под влиянием гравитации.