Шайба массой т скользит без трения с высоты h по желобу, переходящему в петлю

Шайба массой т скользит без трения с высоты h по желобу, переходящему в петлю радиусом R. Определите; 1) силу давления F шайбы на опору в точке, определяемой углом (рис. 19); 2) угол а, при котором произойдет отрыв шайбы. 1) F=mg2h-R1+sinR-sin;2) =arcsin23(hR-1) Дано: m h R

F() – ?
2) – ?
Запишем 2 закон Ньютона для шайбы, движущейся внутри петли:
ma=mg+N.
Здесь a – полное ускорение шайбы (на рисунке показана только нормальная составляющая этого ускорения an), N – сила нормальной реакции опоры (желоба).
Возьмем проекцию этого уравнения на нормаль к поверхности желоба в точке нахождения шайбы в данный момент времени:
man=mgsin+N
Найдем отсюда нормальную силу реакции опоры:
N=m(an-gsin).
По 3 закону Ньютона сила нормальной реакции опоры равна и противоположна силе, с которой тело действует на опору:
F=-N.
Поэтому для модуля этой силы:
F=N=m(an-gsin).
Нормальное ускорение an тела, движущегося по окружности, связано с его линейной скоростью v и радиусом окружности R:
an=v2R.
Скорость тела определим по закону сохранения механической энергии, который здесь выполняется, так как нет диссипативных сил