Номер 26, страница 293 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Задачи и упражнения - номер 26, страница 293.

Условие.

26. При вращении точильного камня все его частицы движутся вместе с ним по окружности. Но как только какая-нибудь частичка отрывается от камня, она начинает двигаться по прямой линии (см. рис. 1.29). Почему?

Решение.

Решение

Когда частица является частью вращающегося точильного камня, она движется по окружности. Для того чтобы тело двигалось по криволинейной траектории, на него должна действовать сила, изменяющая направление его скорости. Эта сила называется центростремительной, и она всегда направлена к центру окружности. В случае с частицей точильного камня роль центростремительной силы выполняют силы межмолекулярного взаимодействия, которые удерживают частицу вместе с остальным камнем.

Мгновенная скорость любой частицы, движущейся по окружности, в каждый момент времени направлена по касательной к этой окружности.

Когда частица отрывается от камня, силы межмолекулярного взаимодействия, действовавшие на нее, исчезают. Это означает, что центростремительная сила, которая заставляла частицу изменять направление движения, перестает действовать.

Согласно первому закону Ньютона, известному как закон инерции, если на тело не действуют силы или их действие скомпенсировано, то тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. В момент отрыва частица обладала определенной мгновенной скоростью. После того как центростремительная сила исчезла, на частицу (пренебрегая силой тяжести и сопротивлением воздуха) больше не действуют силы, изменяющие её траекторию. Поэтому частица продолжает двигаться по инерции, сохраняя ту скорость, которая у нее была в момент отрыва.

Поскольку эта скорость была направлена по касательной к окружности, частица полетит по прямой линии, совпадающей с этой касательной.

Ответ:
Когда частица отрывается от камня, на нее перестает действовать центростремительная сила, которая удерживала ее на круговой траектории. В соответствии с законом инерции (первым законом Ньютона), при отсутствии сил тело продолжает двигаться с постоянной скоростью. Поэтому частица продолжает движение прямолинейно, в направлении своей мгновенной скорости, которую она имела в момент отрыва, то есть по касательной к окружности вращения.