Маятник Максвелла представляет собой диск, неподвижно закрепленный на тонком стержне. На концах стержня симметрично относительно диска закреплены нити, с которых маятник подвешен к штативу. При вращении маятника нити могут наматываться на стержень или сматываться с него, обеспечивая тем самым перемещение маятника вверх - вниз. Если, намотав нити на ось, поднять маятник на некоторую высоту и отпустить его, то он начнет опускаться под действием силы тяжести, приобретая одновременно и вращательное движение. В нижней точке, когда маятник опустится на полную длину нитей, поступательное движение вниз прекратится. Нити станут наматываться на вращающийся по инерции стержень, а маятник начнет подниматься вверх, постепенно замедляя свое вращение. После достижения наивысшей точки цикл колебательного движения возобновится.
Если mg — сила тяготения; T — сила натяжения одной нити; R — радиус стержня; J — момент инерции маятника; тогда уравнение для поступательного движения можно записать так:
mg − 2T = ma,
где a — ускорение центра масс. Уравнение для вращательного движения при этом будет иметь вид:
M = mR(g − a) = 2TR=J ε,
где ε – угловое ускорение.
Маятник движется с постоянным ускорением. Если h – расстояние, пройденное за время t, при равноускоренном движении с нулевой начальной скоростью, то момент инерции можно найти по формуле:
J=mR2((gt2)/(2h)-1)
Дано: m1 = 200 г = 0.2 кг, v1 = 10 м/с, m2 = 800 г = 0.8 кг, v2 = 0 м/с найти: v1, v2 = ? решение: закон сохранения импульса: m1 v1 + m2 v2 = m1 v1 + m2 v2 закон сохранения энергии: m1 v1^2/2 + m2 v2^2/2 = m1 v1^2/2 + m2 v2^2/2 в нашем случае система немного проще: m1 v1 = m1 v1 + m2 v2 m1 v1^2/2 = m1 v1^2/2 + m2 v2^2/2 выражаем v1 из первого уравнения: v1 = v1 - (m2/m1) v2, подставляем во второе, приводим подобные, решаем относительно v2: v2 = 2 m1 v1 / (m1 + m2) v1 = v1 - 2 m2 v1 / (m1 + m2) подставляя численные значения, получаем ответ: v1 = - 6 м/с (знак "минус" означает, что первый шар покатится в обратную сторону) v2 = 4 м/с
Объяснение:
надеюсь