На катушку намотана нить. Прочность нити достаточна, чтобы выдержать вес катушки. Однако нить рвется, когда она удерживает катушку на наклонной плоскости (по которой катушка не проскальзывает) при некотором угле наклона. Объяснить результат эксперимента.
Решение:
На плоскости, кроме «скатывающей» силы
P sin α, натяжение нити
T должно компенсировать еще силу трения
F, которая в данном случае толкает катушку вниз (иначе она начала бы вращаться вокруг своей оси). Сумма:
может превышать вес
P, а поскольку нить рвется, она именно и превышает. Более подробное решение следует из рассмотрения равенства моментов относительно точки касания:
где
R и
r – внешний и внутренний радиусы катушки.
Получаем:
При близких радиусах натяжение может стать очень большим.
Далее: банка тонет и всплывает [тема: качественные задачи по физике]