Question

Материальная точка м движется по окружности со скоростью . на рис.1 показан график зависимости от времени (– единичный вектор положительного направления, – проекция на это направление). на рис.2 направление силы, действующей на т. м в момент времени , совпадает с

Answer 1

На рисунке 1 мы видим график зависимости проекции скорости материальной точки от времени. Так как график представлен в виде зависимости от времени, то мы можем сказать, что скорость меняется во времени и может быть как положительной, так и отрицательной.

На рисунке 2 нам показано направление силы, действующей на материальную точку в определенный момент времени t. Мы знаем, что сила является векторной величиной, поэтому направление силы описывается вектором.

Чтобы определить, с какой стороны от окружности действует сила, нужно обратиться к понятию центростремительной силы. Центростремительная сила направлена всегда к центру окружности и является радиальной силой. Так как материальная точка движется по окружности, на нее действует такая сила.

Если мы взглянем на рисунок 1, то можем сказать, что проекция скорости положительна на промежутке времени t1-t2 и отрицательна на промежутке времени t2-t3. На промежутке t1-t2 материальная точка движется по часовой стрелке, а на промежутке t2-t3 - против часовой стрелки.

Теперь, вводя понятие радиуса, можно сказать, что в момент времени t1 радиус направлен вниз, в момент времени t2 - вверх, а в момент времени t3 - снова вниз. То есть, в момент времени t1 сила действует в направлении вниз, в момент времени t2 - в направлении вверх, а в момент времени t3 - снова вниз.

Вывод: направление силы, действующей на материальную точку в момент времени t, совпадает с направлением радиуса окружности в этот момент времени.