Маленький шарик, имеющий массу 1,5 кг, привязанный к невесомой нерастяжимой нити длиной 180 см, совершает колебания в вертикальной плоскости. Максимальный угол отклонения нити от вертикали составляет 90°. Ускорение свободного падения считать равным 10 м/с^2. Какова максимальная сила натяжения нити при колебаниях? Ответ привести в ньютонах.
Дано:
m=1,5\;\text{кг}
R=1,8\;\text{м}
\alpha=90°
g=10\;\text{м/с}^2
Найти: T
Максимальное значение силы натяжения нити будет в нижней точке траектории колебаний. В этой точке на нить воздействует центробежная сила шарика и его сила тяжести.
T=F_c+mg (1)
F_c=\frac{mv^2}{R} (2)
где v - скорость шарика в нижней точке траектории.
Скорость найдем из закона сохранения энергии. Потенциальная энергия шарика в положении максимального отклонения от вертикали равна кинетической энергии в нижней точке.
mgR=\frac{mv^2}{2} (3)
v^2=2gR (4)
Подставим скорость (4) в уравнение (2)
F_c=\frac{2mgR}{R}=2mg (5)
Подставим (5) в (1)
T=2mg+mg=3mg (6)
T=3*1,5*10=45\;H
Дано:
m=1,5\;\text{кг}
R=1,8\;\text{м}
\alpha=90°
g=10\;\text{м/с}^2
Найти: T
Максимальное значение силы натяжения нити будет в нижней точке траектории колебаний. В этой точке на нить воздействует центробежная сила шарика и его сила тяжести.
T=F_c+mg (1)
F_c=\frac{mv^2}{R} (2)
где v - скорость шарика в нижней точке траектории.
Скорость найдем из закона сохранения энергии. Потенциальная энергия шарика в положении максимального отклонения от вертикали равна кинетической энергии в нижней точке.
mgR=\frac{mv^2}{2} (3)
v^2=2gR (4)
Подставим скорость (4) в уравнение (2)
F_c=\frac{2mgR}{R}=2mg (5)
Подставим (5) в (1)
T=2mg+mg=3mg (6)
T=3*1,5*10=45\;H
Комментарии
Отправить комментарий
Здесь вы можете оставить ваш комментарий.