Какова масса мальчика, качающегося на качелях с длиной подвеса 4 м, если проходя среднее положение со скоростью 6 м/с, он давит на сидение с силой 950 Н?

11 Мар 2020 в 19:43
93 +1
0
Ответы
1

Для решения этой задачи мы можем использовать законы сохранения энергии.

Пусть масса мальчика равна m, его скорость при прохождении нижней точки траектории равна 0, а при прохождении верхней точки траектории скорость также равна 0.

Из закона сохранения энергии, с учетом потенциальной и кинетической энергии, имеем:

mgh = 0.5mv^2

где m - масса мальчика, g - ускорение свободного падения (принимаем за 9.8 м/с^2), h - высота мальчика над нижней точкой траектории (равна длине подвеса 4 м), v - скорость мальчика.

Из уравнения движения с учетом второго закона Ньютона:

ΣF = m * a

ΣF = N - mg

где N - нормальная реакция опоры (равна силе, с которой мальчик давит на сидение 950 Н), m - масса мальчика, a - ускорение.

Так как a = v^2 / r (центростремительное ускорение), где r - радиус траектории (равен длине подвеса), то:

N - mg = m * v^2 / r

Подставляем известные значения:

950 - m 9.8 = m 6^2 / 4

950 - 9.8m = 3m

12.8m = 950

m = 74,22 кг

Таким образом, масса мальчика, качающегося на качелях, равна приблизительно 74,22 кг.

18 Апр 2024 в 16:18
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир