|
|
|
|
11. Кинетическая энергия центра масс “своего” шара передается другому шару, однако первый сохраняет кинетическую энергию вращения. Поэтому в первый момент после удара “свой” шар продолжает вращаться, но проскальзывает и по столу не движется. Однако из-за трения вращение постепенно замедляется, и шар начинает катиться по столу. Если удар кием пришелся выше центра масс “своего” шара, то он покатится следом за шаром, по которому он ударил. 12. Когда каяк переворачивается, гребец вытягивает руки с веслом в сторону и резко двигает веслом по направлению ко дну. В результате возникает момент сил, который поворачивает каяк вместе с гребцом в нормальное положение. Для того чтобы момент сил был достаточен для полного выравнивания лодки, гребец стремится насколько возможно “прижаться” к оси вращения лодки и сделать момент инерции относительно этой оси как можно меньше. 13. Устойчив такой велосипед, у которого точка пересечения оси вращения руля с горизонталью, проходящей через центр колеса, при повороте его опускается в сторону наклона велосипеда. Из трех конструкций, изображенных на рис. 13, последняя неустойчива, тогда как вторая - чрезмерно устойчива, и в этом случае велосипед плохо “слушается” на поворотах. Гироскопические эффекты не оказывают существенного влияния на устойчивость велосипеда, хотя вращение колес в течение некоторого времени обеспечивает устойчивость велосипеда, если его толкнуть без седока. 14. См. ответ к задаче 13. 15. Камень, скачущий по песку, обычно сначала ударяется задним концом. Возникающие при этом силы отбрасывают камень на небольшое расстояние и придают ему некоторое вращение, вследствие чего он ударяется теперь передним концом. После этого камень отлетает на большее расстояние. Когда же камень скачет по поверхности воды, то, судя по всему, он не делает коротких скачков. Вначале он также ударяется задним концом, но затем начинает скользить по воде, отклоняясь назад по мере того, как перед ним образуется волна. Это продолжается до тех пор, пока, наконец, камень не совершит относительно большой скачок. Можно попытаться более тщательно исследовать все действующие при этом силы и моменты путем скоростной съемки. 16. Двигатель, установленный посередине машины, обладает меньшим моментом инерции относительно центра масс автомобиля, поэтому для поворота автомобиля будет нужен меньший момент сил. 17. Канатоходец должен постоянно покачиваться из стороны в сторону: вначале он наклоняется в одну сторону, затем перемещает точку опоры в ту же сторону, проскакивает положение равновесия, наклоняется в другую сторону, затем сдвигает в эту же сторону точку опоры, и т. д. С шестом удерживать равновесие легче. Выдвигая шест вправо и влево, канатоходец может удерживать свой центр масс точно над точкой опоры. 18. Грузик будет облетать бутылку, но не заденет ее, если только не направить его сразу же прямо в бутылку. На грузик не действуют силы, момент которых относительно вертикальной оси не равен нулю. Поэтому вертикальная составляющая момента импульса грузика остается неизменной. В случае, когда бутылка находится точно под точкой подвеса грузика, сохранение составляющей момента импульса означает, что грузик должен двигаться по эллиптической орбите вокруг бутылки, исключая, конечно, случай прямого попадания в нее. Однако, немного схитрив, можно все-таки попасть в бутылку. Перед тем как отпустить грузик, нужно закрутить нитку, чтобы в полете он начал вращаться. Тогда на грузик будет действовать сила, аналогичная той, которая действует на мяч при “крученой” подаче. 19. В двойном маятнике, состоящем из соединенных в одной точке простых маятников (длина и масса у одного из которых меньше, чем у другого), оба маятника будут качаться синхронно вместе. Если такой двойной маятник образуют колокол и его язык, то колокол не будет звонить. Устранить этот дефект можно, значительно удлинив язык колокола, что, судя по всему, и было сделано в Кёльнском соборе. Соотношение между длинами и массами маятников должно быть таким, чтобы собственные частоты маятников совпадали. |
|
© Натали, Алекс и К° 2003 - 2011 г.
|
