Решите, каков модуль силы, с которой действует нить на шарик массой 50 г, когда он проходит положение
Объяснение:
Для решения данной задачи, мы можем использовать закон сохранения механической энергии. В положении равновесия, все потенциальная энергия, которую имел шарик при отклонении, превращается в кинетическую энергию. При этом, известны длина нити и модуль скорости шарика при прохождении положения равновесия.
Начнем с выражения для потенциальной энергии. Потенциальная энергия шарика в положении равновесия определяется по формуле:
Eп = m * g * h,
где m — масса шарика, g — ускорение свободного падения, h — высота подъема шарика.
Так как нить имеет длину 0,4 м, то высота подъема шарика равна 0,4 м.
Затем, используем выражение для кинетической энергии шарика:
Ek = (1/2) * m * v^2,
где v — модуль скорости шарика.
Поскольку в положении равновесия вся потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию, то Eп = Ek.
Теперь можно записать уравнение:
m * g * h = (1/2) * m * v^2.
Отсюда получаем выражение для модуля силы:
|F| = m * g = (1/2) * m * v^2 / h.
Пример использования:
Задача требует найти модуль силы, с которой действует нить на шарик в положении равновесия. Мы знаем значение массы шарика (50 г), длину нити (40 см) и модуль скорости шарика при прохождении положения равновесия (2 м/с). Подставляя данные в выражение для модуля силы, получаем:
|F| = (1/2) * 0.05 кг * (2 м/с)^2 / 0.4 м.
Вычисляя это выражение, мы получим значение модуля силы, с которой действует нить на шарик в положении равновесия.
Совет:
В данной задаче следует обратить внимание на то, что в положении равновесия вся потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию. Используйте закон сохранения механической энергии для решения этой задачи. Убедитесь, что все значения единиц измерения согласованы.
Упражнение:
Шар массой 100 г отклоняется от положения равновесия на высоту 0,5 метра и отпускают, после чего он проходит положение равновесия со скоростью 3 м/с. Каков модуль силы, действующей на шарик в положении равновесия, если длина нити равна 0,8 метра?