Маленький шарик,подвешенный на нити длиной 1м,отклонили на угол 60 градусов и отпустили.Определить скорость шарика в момент прохождения положения равновесия.
Для определения скорости шарика в момент прохождения положения равновесия, можно воспользоваться законом сохранения энергии, который гласит, что потенциальная энергия полностью переходит в кинетическую энергию и обратно без потерь.
Пусть направление положения равновесия выбрано за ноль углов. Тогда потенциальная энергия в точке максимального отклонения будет равна потенциальной энергии в положении равновесия, а кинетическая энергия в точке максимального отклонения равна потенциальной энергии в положении равновесия.
Потенциальная энергия на высоте h равна mgh, где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения, h - высота. Потенциальная энергия на максимальном отклонении равна mgh*cos(60), а в положении равновесия равна mgh. Таким образом:
mgh*cos(60) = mgh
Отсюда h = h*cos(60)
Так как кинетическая энергия в положении максимального отклонения равна потенциальной энергии в положении равновесия, то:
mgh(1 - cos(60)) = 0.5 mv^2
mgh(1 - 0.5) = 0.5 mv^2
mgh0.5 = 0.5 mv^2
gh = v^2
v = sqrt(gh)
Подставляя известные значения g = 9.8 м/с^2 и h = 1 м:
v = sqrt(9.8 * 1) = sqrt(9.8) ≈ 3.13 м/с
Итак, скорость шарика в момент прохождения положения равновесия составляет около 3.13 м/с.
Для определения скорости шарика в момент прохождения положения равновесия, можно воспользоваться законом сохранения энергии, который гласит, что потенциальная энергия полностью переходит в кинетическую энергию и обратно без потерь.
Пусть направление положения равновесия выбрано за ноль углов. Тогда потенциальная энергия в точке максимального отклонения будет равна потенциальной энергии в положении равновесия, а кинетическая энергия в точке максимального отклонения равна потенциальной энергии в положении равновесия.
Потенциальная энергия на высоте h равна mgh, где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения, h - высота. Потенциальная энергия на максимальном отклонении равна mgh*cos(60), а в положении равновесия равна mgh. Таким образом:
mgh*cos(60) = mgh
Отсюда h = h*cos(60)
Так как кинетическая энергия в положении максимального отклонения равна потенциальной энергии в положении равновесия, то:
mgh(1 - cos(60)) = 0.5 mv^2
mgh(1 - 0.5) = 0.5 mv^2
mgh0.5 = 0.5 mv^2
gh = v^2
v = sqrt(gh)
Подставляя известные значения g = 9.8 м/с^2 и h = 1 м:
v = sqrt(9.8 * 1) = sqrt(9.8) ≈ 3.13 м/с
Итак, скорость шарика в момент прохождения положения равновесия составляет около 3.13 м/с.