Определите силу натяжения нити маятника в момент, когда он проходит через вертикальное положение. Масса маятника 0,75 кг.
спросил 09 Окт от мирианда в категории школьный раздел

решение вопроса

0
Дано:
Масса маятника (m) = 0,75 кг.  
Ускорение свободного падения (g) = 9,81 м/с².  
Длина маятника (L) = 1 м (для примера, если не указана в условии).

Найти:
Силу натяжения нити (T) в момент, когда маятник проходит через вертикальное положение.

Решение:
В момент, когда маятник проходит через вертикальное положение, на него действуют две силы: сила тяжести (F_g) и сила натяжения нити (T). Поскольку маятник движется по круговой траектории, на него также действует центростремительное ускорение (a_c).

Сила тяжести определяется как:

F_g = m * g.

Теперь вычислим силу тяжести:

F_g = 0,75 * 9,81 ≈ 7,365 Н.

Центростремительное ускорение (a_c) можно выразить через скорость (v) маятника в нижней точке:

a_c = v² / L.

Для нахождения скорости в нижней точке, используем закон сохранения энергии. Потенциальная энергия в верхнем положении равна кинетической энергии в нижнем положении. Если маятник отклоняется на небольшой угол, то максимальная высота (h) будет равна разнице между длиной маятника и вертикальной составляющей длины:

h = L - L * cos(α), где α — угол отклонения.

Если предположить, что маятник был отклонён на 45°, то:

h = 1 - 1 * cos(45°) = 1 - 0,7071 = 0,2929 м.

Кинетическая энергия в нижней точке:

m * g * h = 0,5 * m * v².

Подставим значения:

0,75 * 9,81 * 0,2929 = 0,5 * 0,75 * v².

Вычисляем скорость v:

2 * 9,81 * 0,2929 = v² / 0,75.

v² ≈ 2 * 9,81 * 0,2929 / 0,75 ≈ 5,121.

Теперь находим v:

v ≈ √(5,121) ≈ 2,26 м/с.

Теперь мы можем найти центростремительное ускорение:

a_c = v² / L = 5,121 / 1 = 5,121 м/с².

Теперь запишем уравнение для силы натяжения T:

T - F_g = m * a_c.

Решая его относительно T, получаем:

T = F_g + m * a_c.

Подставим найденные значения:

T = 7,365 + 0,75 * 5,121 ≈ 7,365 + 3,841 ≈ 11,206 Н.

Ответ:
Сила натяжения нити маятника в момент, когда он проходит через вертикальное положение, составит примерно 11,206 Н.
ответил 09 Окт от sweto

Связанных вопросов не найдено

Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах. 

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте. 

Как быстро и эффективно исправить почерк?  Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.