Какова наибольшая скорость математического маятника, если его наибольшая высота подъёма равна 5,1 см? Масса маятника

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

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:

Ep=mgh

где Ep - потенциальная энергия, m - масса маятника, g - ускорение свободного падения и h - высота подъема.

Подставим известные значения:

Ep=0,318кг9,8м/с20,051м
Ep=0,158Дж

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:

Ek=12mv2

где Ek - кинетическая энергия и v - скорость маятника.

Мы знаем, что потенциальная энергия наивысшей точке маятника равна кинетической энергии в наименьшей точке колебания, поэтому мы можем записать:

Ep=Ek
0,158Дж=120,318кгv2

Теперь решим уравнение относительно скорости v. Для этого переместим все известные значения в одну сторону и рассчитаем:

0,158Дж=120,318кгv2
v2=20,158Дж0,318кг
v2=0,993Дж/кг
v0,993м/с
v0,996м/с

Таким образом, наибольшая скорость математического маятника составляет около 0,996 м/с.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello