Если шарик сплошной, то его плотность должна быть равна плотности меди. 8875 кг/м3 — плотность шарика (ну просто масса, делённая на объём), а у меди — 8900 кг/м3.
А теперь проведём простую аналогию.
Пускай V — объём шарика сплошного, а V_o — полого.
Логично, что V \ \textgreater \ V_o (объём сплошного шара больше, чем у полого).
Тогда сравним плотности:
p_i = \frac{m_i}{V_i}.
Чем меньше объём, тем больше плотность. Следовательно у полого шарика плотность больше, чем у сплошного.
Вернёмся к нашей задаче. Пускай шарик полый, тогда его плотность больше, чем плотность меди. Но у нас у шарика плотность меньше, чем у меди. Следовательно полым он быть не может.
Рассмотрим элемент шнура, заключенный в центральном угле Δα. Слева и справа на него действуют силы натяжения, и угол между их направлениями π-Δα. Сложим их векторно, их сумма будет
Эта сила придает центростремительное ускорение элементику шнура. Его масса равна
Δm = m*Δα/2π
Запишем второй закон Ньютона
С другой стороны по закону Гука T = k(L-L0) = k(2πR-L0) поэтому
Мы нашли радиус вращающегося кольца. Отметим что при нулевой угловой скорости радиус совпадает с радиусом нерастянутого кольца (длина окружности делить на два пи), и устойчивое вращение возможно только при не слишком больших угловых скоростях. Силу натяжения найти теперь легко
![T = k(2\pi R-l_0) = k(l_0(1-\frac{m\omega^2}{4\pi^2k})^{-1}-l_0) = \\\\ = kl_0[(1-\frac{m\omega^2}{4\pi^2k})^{-1}-1]](/tpl/images/0664/4371/e0233.png)
Если шарик сплошной, то его плотность должна быть равна плотности меди. 8875 кг/м3 — плотность шарика (ну просто масса, делённая на объём), а у меди — 8900 кг/м3.
А теперь проведём простую аналогию.
Пускай V — объём шарика сплошного, а V_o — полого.
Логично, что V \ \textgreater \ V_o (объём сплошного шара больше, чем у полого).
Тогда сравним плотности:
p_i = \frac{m_i}{V_i}.
Чем меньше объём, тем больше плотность. Следовательно у полого шарика плотность больше, чем у сплошного.
Вернёмся к нашей задаче. Пускай шарик полый, тогда его плотность больше, чем плотность меди. Но у нас у шарика плотность меньше, чем у меди. Следовательно полым он быть не может.