Шарик на длинной лёгкой нерастяжимой нити совершает колебания. максимальная потенциальная энергия шарика в поле тяжести, если считать её равной нулю в положении равновесия, равна 0,8 дж. максимальная скорость шарика в процессе колебаний равна 2 м/с. какова масса шарика? сопротивлением воздуха пренебречь.

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Масса шарика составляет 0,4 кг. Шаг 1: Применение закона сохранения механической энергии В системе отсутствует сопротивление воздуха, поэтому полная механическая энергия шарика сохраняется. В крайнем положении (максимальное отклонение) вся энергия шарика является потенциальной Ep_maxcap E sub p _ m a x end-sub. В положении равновесия (нижняя точка) вся энергия переходит в кинетическую Ek_maxcap E sub k _ m a x end-sub. Согласно закону сохранения энергии: Ep_max=Ek_maxcap E sub p _ m a x end-sub equals cap E sub k _ m a x end-subШаг 2: Вывод формулы и расчет массы Максимальная кинетическая энергия выражается через массу mm и максимальную скорость vmaxv sub m a x end-sub формулой: Ek_max=mvmax22cap E sub k _ m a x end-sub equals the fraction with numerator m v sub m a x end-sub squared and denominator 2 end-fraction Подставим это выражение в уравнение баланса энергии: Ep_max=mvmax22cap E sub p _ m a x end-sub equals the fraction with numerator m v sub m a x end-sub squared and denominator 2 end-fraction Выразим массу mm: m=2Ep_maxvmax2m equals the fraction with numerator 2 cap E sub p _ m a x end-sub and denominator v sub m a x end-sub squared end-fraction Подставим численные значения: Ep_max=0,8cap E sub p _ m a x end-sub equals 0 comma 8 Дж, vmax=2v sub m a x end-sub equals 2 м/с. m=20,822=1,64=0,4m equals the fraction with numerator 2 center dot 0 comma 8 and denominator 2 squared end-fraction equals the fraction with numerator 1 comma 6 and denominator 4 end-fraction equals 0 comma 4 Ответ: Масса шарика равна 0,4 кг. Нужно ли рассчитать период колебаний шарика при заданной длине нити?

Форма ответа

Ваш аватар