На диске, находящимся в горизонтальном положении лежит камушек массой 50 г. Диск начинают раскручивать вокруг своей оси, и в какой-то момент, камушек слетает с диска и ударяется в стену. Коэффициент трения покоя между поверхностью диска и камушком составляет 0,7 а радиус диска равен 55 см. Найдите силу, с которой камушек ударился в стену, предполагая, что время удара равно 0,1 с. Потерями энергии пренебресь. Ответ дать в Н

m = 0.05 кг - масса камушка

r = 0.55 м - радиус вращения

k = 0.7 - коэффициент трения

t = 0.1 с - время удара "апстену"

g = 10 м/с² - ускорение силы тяжести

камушек слетает с диска, когда

ma = mgk

a = v²/r - центростремительное ускорение камушка

v - линейная скорость камушка

v²/r = gk

следовательно

v = √ (gkr)

при ударе об стену без потери энергии изменение импульса равно

Δp = 2mv = 2m√ (gkr)

Импульс силы удара камушка об стену равен изменению импульса камушка

Ft = Δp = 2m√ (gkr)

откуда сила равна

F = 2m√ (gkr) / t = 2·0.05√ (10·0.7·0.55) / 0.1 = 2 H