Центростремительное ускорение (aц) материальной точки выражается через частоту обращения (ν) и радиус окружности (R):
aц=ω2R=(2πν)2R=4π2ν2R
По условию задачи ускорение должно остаться прежним (a1=a2), а радиус увеличивается в 4 раза (R2=4R1). Запишем равенство для двух случаев:
4π2ν12R1=4π2ν22R2
Сократим одинаковые множители 4π2:
ν12R1=ν22R2
Подставим новое значение радиуса (R2=4R1):
ν12R1=ν22⋅4R1
Разделим обе части на R1:
ν12=4ν22
Извлечем квадратный корень из обеих частей уравнения:
ν1=2ν2⟹ν2ν1=2