Чтобы разобраться с утверждениями, нужно учесть, что диск катится без проскальзывания, а значит, скорость каждой точки диска складывается из поступательного движения центра диска и вращательного движения вокруг центра.
Анализ утверждений:
Скорость точки А относительно земли направлена вправо и вверх под углом 45º к горизонту.
- Неверно. Скорость точки на окружности (за исключением контакта с землёй) будет равна нагибу векторной суммы поступательной скорости \( v_0 \) вправо и вращательной скорости наверх. Угол в 45º случаен и не будет встречаться для всех расположений точки A.
Траекторией точки A в системе отсчёта, связанной с землёй, является окружность.
- Неверно. Точка A описывает циклоида, так как диск катится без проскальзывания.
Ускорение точки A направлено вертикально вверх.
- Неверно. Ускорение будет направлено по радиус-вектору в центр, но не всегда направлено вверх и не всегда равно одно по величине.
Так как диск катится с постоянной скоростью, ускорение точки A равно нулю.
- Неверно. Даже при постоянной скорости центра масс диска, точка на окружности испытывает нормальное (центростремительное) ускорение.
Ускорение точки А направлено вправо.
- Неверно. Ускорение связано с центром вращения и не всегда направлено вправо.
За один оборот точка A перемещается на 2πR метров.
- Верно. При полном обороте диск прокатывается по поверхности на длину окружности, то есть \( 2\pi R \).
Точка A движется равномерно относительно земли.
- Неверно. Движение не равномерное из-за переменного направления и величины скорости при вращении.
На основе анализа, единственным верным утверждением является:
- 6. За один оборот точка A перемещается на 2πR метров.