Решение: пусть масса воды в ведре равна m, и толщина слоя воды в ведре значительно меньше расстояния L. При вращении ведра в верхней точке траектории на воду действует две силы: mg – сила тяжести, N – сила нормальной реакции со стороны дна ведра. Согласно второго закона Ньютона: векторная сумма этих сил сообщает воде центростремительное ускорение. Запишем в проекции на вертикальную ось y:
N + mg = mac,
При минимальной угловой скорости ω, можно считать, что вода почти начала отрываться от дна ведра, при этом получается, что сила нормальной реакции станет равной нулю (вода прекращает давить на дно). Центростремительное ускорение определим по формуле:
Примечание. Условие сформулировано недостаточно общно. Чтобы сумма таких векторов была равна нуль-вектору, нужно еще чтобы они лежали на одной прямой и их модули полностью накладывались друг на друга. Приведу два доказательства - один основан на здравом смысле, а второй - на математике. 1. *Здравый смысл*. Вектор, нестрого говоря, - это направленный отрезок, а минус вектор - это вектор той же длины, только смотрящий в противоположную сторону. По определению суммы векторов, в результате суммирования, должен получиться вектор, начало которого совпадает с началом первого слагаемого, а конец - с концом второго. Но у нас векторы находятся на одной прямой, а их отрезки полностью совпадают; - выходит, начало первого совпадает с концом второго. Стало быть, раз они совпадают, сумма равна нулю. 2. *Математика*. Вообще говоря, вектор - это такой тензор ранга (0,1). То есть, если есть n-мерное пространство (в нашем случае, n=3), то вектор задается табличкой из чисел размерами (1*n) или (n*1) (в нашем случае, столбцом или строчкой из трех чисел - координат). Пускай теперь вектор, скажем, имеет координаты . Записывается это так: . Тогда второй вектор: . И их сумма: Вот и все. Получился нуль-вектор.
имеет координаты 
. Записывается это так: 
.
.
Решение: пусть масса воды в ведре равна m, и толщина слоя воды в ведре значительно меньше расстояния L. При вращении ведра в верхней точке траектории на воду действует две силы: mg – сила тяжести, N – сила нормальной реакции со стороны дна ведра. Согласно второго закона Ньютона: векторная сумма этих сил сообщает воде центростремительное ускорение. Запишем в проекции на вертикальную ось y:
N + mg = mac,
При минимальной угловой скорости ω, можно считать, что вода почти начала отрываться от дна ведра, при этом получается, что сила нормальной реакции станет равной нулю (вода прекращает давить на дно). Центростремительное ускорение определим по формуле:
a = ω2∙r = ω2∙L.
Получаем:
mg = m∙ω2∙L, g = ω2∙L,
Искомая угловая скорость:
ω=√--gL
ВЕТЕРАНЫ ТОП