Грузик математического маятника проходит из одного крайнего положения в другое за минимальное время 2 с, проделав при этом путь 10 см. Определите полную энергию маятника, если масса грузика равна 60 г.

👇

Увидеть ответ

Ответ:

karinaigubaeva

09.11.2021

Маятник проходит через середину (х=0) в момент времени t = 2/2 = 1 c.

x(t) = A*cos(ωt)

0 = cos(ω*1) => ω = π/2

A = s/2 = 5 см (маятник проходит из одной крайней точки в другую, те проходит 2 длины амплитуды)

vм = A*ω = Aπ/2 - максимальная скорость

Eо = m*vм^2/2 = 0.06*5*5*10^(-4)* 3.14*3.14/8 = 1.848675*10^(-4) Дж

4,6(25 оценок)

Открыть все ответы

Ответ:

vladislavfomin

09.11.2021

Для начала, оценим ситуацию практически.

Студент от начала состава вглубь него несколько десятков метров. Значит, в тот момент времени, когда он увидел в окне окончание проезжаемого моста, т.е. через t = 18

секунд от начала отсчёта времени – нос электрички уже был высунут за пределы моста на эти самые несколько десятков метров. Т.е. понятно, что нос электрички достиг окончания моста МЕНЕЕ ЧЕМ ЗА

секунд!

В то же время, понятно, что в самом начале отсчёта времени – студент находился вприжимку к носу электрички (внутри неё), а значит, она начала въезжать на мост как раз в начале отсчёта времени.

Теперь, рассчитаем задачу строго, по законам физики:

Согласно принципу относительности Галилея: «для того, чтобы найти вектор скорости тела относительно земли, нужно к вектору его скорости относительно транспорта прибавить вектор скорости транспорта».

В частности, в случае движения вдоль одной линии, принцип Галилея упрощается: «для того, чтобы найти проекцию скорости тела относительно земли, нужно к проекции его скорости относительно транспорта прибавить проекцию скорости транспорта».

Электричка движется вперёд со скоростью v_x = 45

км/ч .

Студент относительно электрички движется НАЗАД (!) со скоростью u_x = -5

км/ч .

Скорость студента относительно земли U_3

равна алгебраической сумме проекций U_3 = v_x + u_x = 45

км/ч

км/ч .

Как следует из условия, в начале отсчёта времени студент находился точно на уровне начала моста, а в конце отсчёта времени – точно на уровне конца моста. Отсюда следует, что ровно за t = 18

секунд $= \frac{18}{3600}$ часа $= \frac{5}{1000}$ часа = 0.005

часа, студент относительно земли переместился точно на длину моста. Найдём длину моста $L = U_3 \cdot t = 40$ км/час $\cdot 0.005$ часа = 0.2

км

м .

Для ответа на поставленный в задаче вопрос нужно понять, в чём заключается этот вопрос. Взглянем на чертёж, приложенный к задаче. Из него легко понять, что от того момента времени, когда первый (!) вагон электрички начал въезжать на мост до того момента, как последний (!) вагон выехал с моста – всё это время электричка находилась на мосту. А значит за время, пока электричка находилась на мосту, она проехала ДВОЙНУЮ длину моста 2L = 2 U_3 t = 400

м .

Чтобы найти время T ,

в течение которого ВСЯ электричка проезжала по мосту, разделим путь, который она проделала за это время на её скорость:

$T = 2L / v = 2 U_3 t / v_x = 2t \cdot \frac{v_x + u_x}{v_x} = 2t ( 1 + u_x/v_x ) =$

$= 2 \cdot 18 ( 1 - \frac{5}{45} )$ сек $= 2 \cdot 18 ( 1 - \frac{1}{9} )$ сек $= 2 \cdot 18 \cdot \frac{8}{9}$ сек $= 4 \cdot 8$ сек = 32

сек .

О т в е т : полное время нахождения электрички на мосту, т.е., когда хотя бы какая-то её часть находилась на мосту, это и будет время, в течение которого электричка проехала мост. Это время T = 32

сек .

Впервом вагоне движущейся со скоростью 45 км/ч электрички сидел студент. когда электричка начала въе

4,7(17 оценок)

Ответ:

VitaKoroleva851

09.11.2021

Груз движется вниз с ускорением, по третьему закону Ньютона его вес (сила, с которой груз растягивает пружину) равен массе груза умноженной на ускорение свободного падения минус ускорение лифта. Поэтому сила, растягивающая пружину, равна 0,4×(10 - 2) = 3,2 н.
Сила упругости по модулю равна произведению жёсткости пружины на её удлинение.
Отсюда удлинение пружины равно 3,2÷160 = 0,02 метра.
Длина пружины при движении лифта равна сумме длины пружины в свободном состоянии плюс удлинение пружины.
То есть 10 см. + 2 см. = 12 см.
ответ: Длина пружины в движущемся лифте равна 12 см.

4,8(5 оценок)

Это интересно:

Философия-и-религия

03.06.2020

Практики тибетского буддизма: как начать и что ожидать...

Стиль-и-уход-за-собой

28.01.2022

Как окрасить волосы в технике Dip-Dye при помощи Kool Aid?...

Стиль-и-уход-за-собой

02.12.2022

Как создать свой неповторимый образ в стиле 80х...

Компьютеры-и-электроника