Для ответа на данный вопрос, давайте разберемся с физическими принципами, которые определяют движение качелей.
Качели являются примером гармонического осциллятора, то есть они осциллируют или колеблются между двумя крайними положениями.
Основными физическими факторами, которые влияют на движение качелей, являются сила тяжести, сила натяжения стержня, масса качелей и длина подвеса.
Начнем с объяснения того, почему нам нужно приложить силу для раскачивания качелей на большой угол.
При движении качели в одну сторону, например, вперед, на нас действует сила тяжести, которая стремится потянуть качели вниз. В то же время, качели находятся под действием силы натяжения стержня, которая направлена вдоль подвеса к креплению стержня.
Когда мы начинаем раскачивать качели, сила тяжести и сила натяжения стержня разнесены по направлению. Это означает, что сила тяжести начинает перемещаться в сторону, противоположную направлению подвеса стержня. Как только сила тяжести перешагивает точку равновесия (вертикально вниз), она становится направлена противоположно движению качелей.
В результате этого, в каждый момент времени, на качели действуют две силы: сила тяжести и сила натяжения стержня. Так как силы натяжения и тяжести равны по модулю и противоположно направлены, они создают силу, направленную вдоль подвеса стержня, которая отклоняет качели от положения равновесия.
Следовательно, чтобы отклонить качели на большой угол, необходимо приложить достаточно большую силу, чтобы преодолеть силу трения, которая сопротивляется движению качелей, и привести их в движение. После того как качели начинают двигаться, их силами тяжести и натяжения стержня начинают создаваться силы, которые поддерживают движение качелей.
Чтобы добиться максимальной амплитуды в раскачивании качелей, нужно в момент максимального отклонения прилагать силу противоположную направлению скорости качелей. Это позволяет "докидывать" энергию в движение, увеличивая амплитуду вылета качелей при каждом последующем качании.
Надеюсь, что данное объяснение помогло вам понять, почему нужно приложить большую силу, чтобы раскачать качели на большой угол. Если у вас возникли еще вопросы, буду радить ответить на них.
