Я расскажу о своем опыте с решением данной задачи.Для начала, нам даны следующие параметры⁚
— Масса шарика, m 400 г (0,4 кг)
— Радиус сферической чаши, R 40 см (0,4 м)
— Скорость ученика, V 6 м/с
Задача заключается в определении работы силы нормальной реакции, действующей на шарик со стороны чаши, при его скатывании из точки A в точку C. Мы должны вычислить эту работу в системе отсчета, связанной с бегущим учеником.
Для решения этой задачи нам понадобятся знания о работе силы и о законах сохранения энергии.Перейдем к решению. Поскольку сила нормальной реакции действует перпендикулярно к поверхности чаши, то работа этой силы равна нулю. Следовательно, для определения работы силы нормальной реакции нам нужно найти изменение кинетической энергии шарика.Из закона сохранения энергии получаем следующее выражение⁚
Эпотенциальная_энергия Кинетическая_энергия Работа_несохраняющих_сил Постоянная
Так как начальная скорость шарика равна нулю, то его начальная кинетическая энергия равна нулю.Используя формулу для потенциальной энергии тела на высоте h в силовом поле тяжести (Эп m * g * h) и зная, что наивысшая точка чаши находится на высоте R над точкой C, получаем следующее выражение⁚
m * g * R 0 Работа_несохраняющих_сил Постоянная
Так как чаша гладкая, то работа нагрузки равна нулю (Эп m * g * R 0 0 m * g * R).Далее٫ мы можем найти значение работы силы нормальной реакции٫ выразив ее через известные величины⁚
Работа_нормальной_реакции Постоянная ― m * g * R
Теперь нам нужно привести это выражение в систему отсчета, связанную с бегущим учеником. Для этого нам необходимо учесть, что этот ученик движется с постоянной горизонтальной скоростью.
Однако, поскольку по условию задачи чаша неподвижна относительно стола, а стол считается инерциальной системой отсчета, то работа силы нормальной реакции на шарик в данной системе отсчета будет также равна нулю.
Таким образом, в системе отсчета, связанной с бегущим учеником, работа силы нормальной реакции равна нулю.
Я надеюсь, что мой опыт решения данной задачи был полезен и понятен. Если у вас остались вопросы, не стесняйтесь задавать их!