Уточнение увеличения скорости
Я заметил, что в тексте сказано «увеличить втрое», а не «вдвое». Важно внимательно читать! В задаче указано: «если скорость точки увеличить втрое?», что подразумевает увеличение в три раза вместо двух. Итак, у меня есть варианты: 1 — увеличить в 3 раза, 2 — увеличить в 9 раз, 3 — уменьшить в 3 раза, 4 — уменьшить в 9 раз. Похоже, правильный ответ — вариант 2, который увеличивает значение в 9 раз. Мне нужно быть точным и заранее организовать свои ответы перед объяснениями.
Краткий ответ:
- 2) уменьшилась в 2 раза
- 1) \(\dfrac{1}{12}\ \text{с}^{-1}\)
- 2) \(10\ \text{м/с}\)
- 2) увеличится в 9 раз
Решение
1. Связь периода и частоты
Частота обращения связана с периодом формулой:
\[ \nu=\frac{1}{T} \]
Если период \(T\) увеличился в 2 раза, то частота \(\nu\) уменьшилась в 2 раза.
2. Нахождение частоты
За \(3\) с тело прошло четверть окружности, то есть:
\[ \frac{T}{4}=3\ \text{с} \]
\[ T=12\ \text{с} \]
Тогда частота:
\[ \nu=\frac{1}{T}=\frac{1}{12}\ \text{с}^{-1} \]
3. Нахождение скорости автомобиля
Центростремительное ускорение определяется формулой:
\[ a_{\text{ц}}=\frac{v^2}{R} \]
Выразим скорость:
\[ v=\sqrt{a_{\text{ц}}R} \]
Подставим значения:
\[ v=\sqrt{5\cdot20}=\sqrt{100}=10\ \text{м/с} \]
4. Изменение центростремительного ускорения
При неизменном радиусе:
\[ a_{\text{ц}}=\frac{v^2}{R} \]
Если скорость увеличить втрое, \(v_2=3v\), то:
\[ a_2=\frac{(3v)^2}{R}=9\frac{v^2}{R}=9a_{\text{ц}} \]
Значит, ускорение увеличится в 9 раз.