Какова наибольшая скорость математического маятника, если его наибольшая высота подъёма равна 5,1 см? Масса маятника составляет 318 г, а ускорение свободного падения равно 9,8 м/с².
Людмила
Чтобы решить данную задачу о математическом маятнике, мы можем воспользоваться законом сохранения механической энергии.
Закон сохранения энергии для математического маятника утверждает, что сумма потенциальной энергии и кинетической энергии системы остается постоянной на протяжении всего движения маятника. Мы можем использовать этот закон, чтобы найти максимальную скорость маятника.
Начнем с вычисления потенциальной энергии маятника на его наибольшей высоте подъема. Формула для потенциальной энергии выглядит следующим образом:
где - потенциальная энергия, - масса маятника, - ускорение свободного падения и - высота подъема.
Подставим известные значения:
Теперь, когда у нас есть потенциальная энергия маятника, мы можем найти его кинетическую энергию на самом низком положении. Формула для кинетической энергии выглядит следующим образом:
где - кинетическая энергия и - скорость маятника.
Мы знаем, что потенциальная энергия наивысшей точке маятника равна кинетической энергии в наименьшей точке колебания, поэтому мы можем записать:
Теперь решим уравнение относительно скорости . Для этого переместим все известные значения в одну сторону и рассчитаем:
Таким образом, наибольшая скорость математического маятника составляет около 0,996 м/с.
Закон сохранения энергии для математического маятника утверждает, что сумма потенциальной энергии и кинетической энергии системы остается постоянной на протяжении всего движения маятника. Мы можем использовать этот закон, чтобы найти максимальную скорость маятника.
Начнем с вычисления потенциальной энергии маятника на его наибольшей высоте подъема. Формула для потенциальной энергии выглядит следующим образом:
где
Подставим известные значения:
Теперь, когда у нас есть потенциальная энергия маятника, мы можем найти его кинетическую энергию на самом низком положении. Формула для кинетической энергии выглядит следующим образом:
где
Мы знаем, что потенциальная энергия наивысшей точке маятника равна кинетической энергии в наименьшей точке колебания, поэтому мы можем записать:
Теперь решим уравнение относительно скорости
Таким образом, наибольшая скорость математического маятника составляет около 0,996 м/с.
Знаешь ответ?