Помогите с физикой пожалуйста
4. Круглая платформа вращается вокруг вертикальной оси с угловой скоростью ω. На
платформе находится шарик массой m, прикрепленный к оси платформы нитью длиной l.
Угол наклона нити равен α. Найти силу натяжения нити T и силу давления Fд шарика на
платформу. Трение отсутствует.
5. Спутник запущен с экватора и движется по круговой орбите в плоскости экватора в
направлении движения Земли. Найти отношение радиуса орбиты спутника к радиусу Земли,
при котором он периодически проходит над точкой запуска ровно через двое суток. Радиус
Земли RЗ=6400 км.
№4
На шарик будут действовать следующие силы: центробежная (от центра), натяжение нити (вдоль нити от шарика). Сам шарик действует на платформу с силой , а также сила реакции опоры. Направим положительное направление горизонтальной оси от оси вращения через шарик, а вертикальной оси против направления угловой скорости (я направил угловую скорость вверх). Из второго закона Ньютона для горизонтальных сил имеем следующее:
ц
(1),
где ц - центробежная сила,
- сила натяжения нити,
- угол отклонения нити от оси вращения.
Вспомним формулу для центробежной силы:ц
,
где - масса шарика,
- угловая скорость платформы (векторная величина),
- расстояние от оси вращения до шарика (векторная величина). Выполнив векторное умножение, получаем:
ц
(2).
Подставив (2) в (1), получим:.
,
где - длина нити.
Тогда:.
Теперь запишем второй закон Ньютона для вертикальных сил:,
где - сила реакции опоры (численно равна силе действия шарика на платформу).
Отсюда получаем:
№5
Так как периодичность прохождения спутником точки запуска 2 суток, значит Земля успевает сделать ровно 2 оборота вокруг своей оси, а значит: (1),
где - расстояние, пройденное точкой запуска за двое суток,
- радиус Земли,
- линейная скорость точки запуска,
- время, что нам дано (2 суток).
Линейная скорость спутника будет меньше линейной скорости точки запуска, так как работает соотношение: (2),
где - линейная скорость спутника,
- радиус, по которому движется спутник.
Так как линейная скорость спутника точно меньше линейной скорости точки запуска, а через 2 суток точка запуска пройдет ровно 2 оборота, то спутник, чтобы оказаться через 2 суток над точкой запуска, должен пройти лишь один оборот.
Тогда можно записать равенства: (3),
где - расстояние, которое пройдет спутник за 2 суток.
Выразим из (1) и подставим в (2), а затем
из (2) подставим в (3), получим после преобразований:
