Здравствуйте, moonfox!
Развернём винтовую линию на плоскость. В конце
-го витка на бусинку действуют сила тяжести
и реакция проволоки, которую можно разложить на составляющую
направленную перпендикулярно плоскости развёртки, и составляющую
направленную перпендикулярно развёртке в её плоскости. По второму закону Ньютона
В проекциях на ось, направленную вдоль вектора
скорости бусинки, из уравнения
получим
- величина тангенциального ускорения бусинки, направленного по касательной к витку в его конце. При этом
Поскольку бусинка скользит с нулевой начальной скоростью, постольку, в соответствии с законом сохранения механической энергии,
В системе отсчёта, поступательно перемещающейся вниз вместе с проекцией бусинки на вертикальную ось, бусинка движется по окружности радиуса
со скоростью
имея нормальное ускорение величиной
где
Таким же будет нормальное ускорение бусинки в неподвижной системе отсчёта, связанной с Землёй.
С учётом формул
получим
-
искомая величина ускорения.
Направление ускорения можно установить по направляющим косинусам Проверьте, пожалуйста, рассуждения и расчёты, чтобы избежать ошибок, и выполните рисунок самостоятельно.
Об авторе:
Facta loquuntur.