Каков модуль скорости шарика в его нижней точке траектории, если он массой 10 грамм подвешен на легкой нити и
Объяснение:
Чтобы решить данную задачу, мы можем использовать закон сохранения механической энергии для системы шарика и нити.
В этой задаче шарик отклоняется от вертикального положения и отпускается без начального импульса. Таким образом, энергию изначально можно считать равной потенциальной энергии в точке отклонения.
В нижней точке траектории потенциальная энергия шарика переходит полностью в его кинетическую энергию.
Масса шарика составляет 10 грамм, что равно 0,01 кг, а угол α = 45°.
Запишем закон сохранения энергии:
Потенциальная энергия в начальной точке = Кинетическая энергия в нижней точке
m * g * h = 1/2 * m * v^2
где m — масса шарика, g — ускорение свободного падения, h — высота отклонения, v — модуль скорости шарика
Выразим v:
v = sqrt(2 * g * h)
Подставим известные значения:
v = sqrt(2 * 9.8 м/с^2 * h)
Пример использования:
Пусть высота отклонения шарика равна 1 метру.
v = sqrt(2 * 9.8 м/с^2 * 1 м) = sqrt(19.6) м/с ≈ 4.42 м/с
Совет:
Для лучшего понимания данного материала, рекомендуется ознакомиться с основами закона сохранения механической энергии и формулами кинематики.
Упражнение:
Найдите модуль скорости шарика в нижней точке траектории, если высота отклонения равна 3 метрам.