Номер 1, страница 43 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

1. Проследите за движением комков грязи и камней, которые срываются с протекторов колес машины (велосипеда). Какое направление имеет скорость их движения в момент отрыва от колеса? Приведите примеры, аналогичные тому, что вы пронаблюдали.

1. Комки грязи и камни, прилипшие к протектору колеса, движутся вместе с ним. Каждая точка колеса совершает вращательное движение вокруг оси и одновременно поступательное движение вместе с автомобилем или велосипедом. Для простоты рассмотрим движение грязи относительно оси колеса — это движение по окружности.

При движении по окружности вектор мгновенной скорости тела в любой точке направлен по касательной к этой окружности. Сила сцепления грязи с поверхностью протектора играет роль центростремительной силы, которая заставляет комок грязи постоянно изменять направление своего движения и оставаться на круговой траектории.

Когда скорость вращения колеса становится достаточно большой, силы сцепления оказывается недостаточно, чтобы удержать комок грязи. Происходит отрыв. Согласно первому закону Ньютона (закону инерции), после прекращения действия удерживающей силы тело стремится сохранить состояние своего движения, то есть двигаться прямолинейно с той скоростью (и по направлению, и по величине), которую оно имело в момент отрыва.

Следовательно, в момент отрыва от колеса скорость комка грязи направлена по касательной к окружности колеса в точке отрыва.

Аналогичные примеры, иллюстрирующие этот принцип:

• Искры, высекаемые при заточке инструмента на точильном круге, летят по касательной к поверхности вращающегося круга.
• Брызги воды с мокрого зонта, если его быстро вращать, или с белья в центрифуге стиральной машины разлетаются в стороны по касательным траекториям.
• В спортивной дисциплине «метание молота» атлет отпускает снаряд в тот момент, когда вектор его скорости направлен в сторону сектора для метания. После этого молот летит по касательной к круговой траектории, по которой его раскручивали.

Ответ: Скорость движения комков грязи и камней в момент отрыва от колеса направлена по касательной к окружности колеса в точке отрыва.