Правка раздела «Условие»

Аноним правка от 7 февр. 2025 г., 03:06

правка #13118 предыдущая #11130 ← раньше позже →

ru/2.3.29.md +1 −1

		@@ -1,6 +1,6 @@
			### Условие:

		−	$2.3.29^*.$ Бусинка массы $m$ скользит по вертикально расположенному волнообразному участку гладкой проволоки. Длина волны много меньше длины участка и много больше размеров бусинки, а длина проволоки на участке в $k$ раз больше его протяженности. С какой средней силой действует бусинка на этот участок проволоки?
		+	$2.3.29^*.$ Бусинка массы $m$ скользит по вертикально расположенному волнообразному участку гладкой проволоки. Длина волны много меньше длины участка и много больше размеров бусинки, а длина проволоки на участке в $k$ раз больше его протяженности. С какой средней силой действует бусинка на этот участок проволокzjjajajaakakka?

			### Решение:

			Под "средней силой" будем понимать среднюю вертикальную составляющую силы (средняя горизонтальная равна нулю). Усреднение понималось в том смысле, что именно такая сила вызывала бы видимое равноускоренное падение по вертикали (наблюдаемое "с большого расстояния", т.е. с усреднением по витку проволоки).

			С ростом скорости изменение ускорения на витке будет всё меньше и меньше по сравнению со средней по витку скоростью. И поскольку проволока очень длинная, можно считать, что падение всё-таки в среднем равноускоренное.

			Так вот: если $\Delta s$ — длина витка проволоки, $v$ — средняя на данном витке скорость (вдоль проволоки), $\Delta v$ — полное изменение скорости при прохождении всего витка, $\Delta t$ — время прохождения этого витка и $\Delta y$ — расстояние между концами витка по вертикали, то $\Delta s = v \Delta t$ и (по закону сохранения энергии) $\frac{1}{2} (\Delta v)^2 = g \Delta y$. А это — ровно те же дифференциальные уравнения, что и задающие скольжение вдоль наклонной плоскости длины $S$ с перепадом высот $Y$ (равными длине и высоте проволоки соответственно). Отсюда и результат.

			Они наверняка имели в виду проекцию не на вертикальную плоскость, а просто на вертикальную ось. Тогда случай со спиралью просто тривиален. А с неспиралью получается то же самое, но после усреднения по периоду проволоки. И, кстати, спираль они не имели в виду совершенно точно: спираль — она не "волнообразна".

			#### Ответ:

			$$
			F = mg \frac{k^2-1}{k^2}
			$$
		ещё строк без изменений 13

	@@ -1,6 +1,6 @@
	### Условие:		### Условие:

	$2.3.29^*.$ Бусинка массы $m$ скользит по вертикально расположенному волнообразному участку гладкой проволоки. Длина волны много меньше длины участка и много больше размеров бусинки, а длина проволоки на участке в $k$ раз больше его протяженности. С какой средней силой действует бусинка на этот участок проволоки?		$2.3.29^*.$ Бусинка массы $m$ скользит по вертикально расположенному волнообразному участку гладкой проволоки. Длина волны много меньше длины участка и много больше размеров бусинки, а длина проволоки на участке в $k$ раз больше его протяженности. С какой средней силой действует бусинка на этот участок проволокzjjajajaakakka?

	### Решение:		### Решение:

	Под "средней силой" будем понимать среднюю вертикальную составляющую силы (средняя горизонтальная равна нулю). Усреднение понималось в том смысле, что именно такая сила вызывала бы видимое равноускоренное падение по вертикали (наблюдаемое "с большого расстояния", т.е. с усреднением по витку проволоки).		Под "средней силой" будем понимать среднюю вертикальную составляющую силы (средняя горизонтальная равна нулю). Усреднение понималось в том смысле, что именно такая сила вызывала бы видимое равноускоренное падение по вертикали (наблюдаемое "с большого расстояния", т.е. с усреднением по витку проволоки).

	С ростом скорости изменение ускорения на витке будет всё меньше и меньше по сравнению со средней по витку скоростью. И поскольку проволока очень длинная, можно считать, что падение всё-таки в среднем равноускоренное.		С ростом скорости изменение ускорения на витке будет всё меньше и меньше по сравнению со средней по витку скоростью. И поскольку проволока очень длинная, можно считать, что падение всё-таки в среднем равноускоренное.

	Так вот: если $\Delta s$ — длина витка проволоки, $v$ — средняя на данном витке скорость (вдоль проволоки), $\Delta v$ — полное изменение скорости при прохождении всего витка, $\Delta t$ — время прохождения этого витка и $\Delta y$ — расстояние между концами витка по вертикали, то $\Delta s = v \Delta t$ и (по закону сохранения энергии) $\frac{1}{2} (\Delta v)^2 = g \Delta y$. А это — ровно те же дифференциальные уравнения, что и задающие скольжение вдоль наклонной плоскости длины $S$ с перепадом высот $Y$ (равными длине и высоте проволоки соответственно). Отсюда и результат.		Так вот: если $\Delta s$ — длина витка проволоки, $v$ — средняя на данном витке скорость (вдоль проволоки), $\Delta v$ — полное изменение скорости при прохождении всего витка, $\Delta t$ — время прохождения этого витка и $\Delta y$ — расстояние между концами витка по вертикали, то $\Delta s = v \Delta t$ и (по закону сохранения энергии) $\frac{1}{2} (\Delta v)^2 = g \Delta y$. А это — ровно те же дифференциальные уравнения, что и задающие скольжение вдоль наклонной плоскости длины $S$ с перепадом высот $Y$ (равными длине и высоте проволоки соответственно). Отсюда и результат.

	Они наверняка имели в виду проекцию не на вертикальную плоскость, а просто на вертикальную ось. Тогда случай со спиралью просто тривиален. А с неспиралью получается то же самое, но после усреднения по периоду проволоки. И, кстати, спираль они не имели в виду совершенно точно: спираль — она не "волнообразна".		Они наверняка имели в виду проекцию не на вертикальную плоскость, а просто на вертикальную ось. Тогда случай со спиралью просто тривиален. А с неспиралью получается то же самое, но после усреднения по периоду проволоки. И, кстати, спираль они не имели в виду совершенно точно: спираль — она не "волнообразна".

	#### Ответ:		#### Ответ:

	$$		$$
	F = mg \frac{k^2-1}{k^2}		F = mg \frac{k^2-1}{k^2}
	$$		$$
	ещё строк без изменений 13