Шарик, пущенный по сложной трассе, по пути делает «мертвую петлю». Объясните, почему шарик не падает вниз, когда находится в верхней точке траектории.

Когда шарик движется по «мертвой петле», в верхней точке на него действуют две силы:

1. Сила тяжести ($$F_\text{тяж} = mg$$), направленная вниз.
2. Сила реакции опоры ($$N$$), направленная также вниз, от поверхности петли.

Сумма этих сил создает центростремительное ускорение ($$a_ц$$), которое удерживает шарик на окружности:

$$F_\text{тяж} + N = ma_ц$$

Центростремительное ускорение определяется формулой:

$$a_ц = \frac{v^2}{R}$$, где $$v$$ — скорость шарика, $$R$$ — радиус петли.

Чтобы шарик не упал, центростремительное ускорение должно быть достаточно большим, чтобы компенсировать силу тяжести. Это означает, что скорость шарика в верхней точке должна быть достаточно велика.

Таким образом, шарик не падает вниз в верхней точке «мертвой петли» из-за действия центростремительной силы, обеспечиваемой его скоростью и силой реакции опоры, которые в сумме уравновешивают или превышают силу тяжести.

Ответ: Шарик не падает вниз из-за центростремительной силы, возникающей благодаря его скорости в верхней точке петли.