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)
m=1000 кг
u=18 км/ч=5 м/с
S=20 м
Fтр-?
Решение.
Сначала тело двигается равномерно,со скоростью 18 км/ч=5 м/с.Когда автобус выключил двигатель он начал двигаться равнозамедленно и в конечном счёте остановился.(u'=0)
Чтобы найти силу трения,нам надо применить второй закон Ньютона.
F=ma.
Так как тело двигается по инерции силы все действующие на тело равны.Тогда Fтр=ma,a-?
S=u'^2-uo^2/2a
u'=0.
S=uo^2/2a
2aS=uo^2
a=uo^2/2S
a=25/40=0,625 м/с^2.
F=0,625*1000=625Нответ.