ГЛАВА 12. ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ. КИНЕМАТИКА И ДИНАМИКА

Пример 12.4. Тело находится на краю горизонтального шероховатого вращающегося диска и вращается вместе с ним (рис. 12.6). Какие силы действуют на тело?

А. Тяжести, трения и реакции опоры.

Б. Тяжести, трения, реакции опоры и центростремительная.

В. Тяжести, трения, реакции опоры и центробежная.

Г. Тяжести, трения, реакции опоры, центростремительная и центробежная.

Решение. Тело, находящееся на поверхности вращающегося диска и вращающееся вместе с ним, участвует в следующих взаимодействиях. Во-первых, тело притягивается к земле (сила тяжести), и на него действует поверхность диска (сила нормальной реакции и трения), причем сила трения в каждый момент времени направлена к оси вращения (рис. 12.7). Действительно, в отсутствии силы трения тело либо будет оставаться на месте, а диск под ним будет вращаться, либо (если тело имеет скорость) слетит с поверхности диска. Именно за счет стремления слететь с поверхности диска возникает «зацепление» шероховатостей тела и диска, и возникает сила трения, которая «заставляет» тело вращаться вместе с диском. Поэтому сила трения служит в данной задаче центростремительной силой. Остальные перечисления, данные в условии: «на тело действуют силы тяжести, трения, реакции опоры, центростремительная (или центробежная)» являются неправильными, поскольку в них смешиваются характеристики сил разных типов – первые три касаются природы взаимодействий, вторые – результат действия. Поэтому правильный ответ на вопрос задачи – А. Таким образом, термин «центростремительная сила» обозначает не силу специальной («центростремительной») природы – это общее название той силы (или сил), которые заставляют тело двигаться по окружности.