Наибольшая высота подъёма математического маятника массой 387 г в процессе колебаний равна 17,8 см. Определи, какова его наибольшая скорость. При расчётах прими g=9,8 м/с². (Все вычисления проводи с точностью до тысячных.)
Шаг 1.
Выразим заданные величины в СИ:
масса маятника:
m=387 г =
кг,
наибольшая высота подъёма маятника:
h=17,8 см =
м.
Рассмотрим движение данного маятника в двух точках: в точке с наибольшей высотой подъёма (крайней левой или крайней правой) и в точке равновесия.
Шаг 2.
В крайней левой (в крайней правой) точке траектории движения маятника его скорость равна:
v=
м/с,
так как маятник
.
Тогда кинетическая энергия маятника в этой точке
и равна:
Eк1=
Дж.
Шаг 3.
Потенциальная энергия маятника в данной точке
, так как маятник находится на
высоте.
Потенциальную энергию маятника массой m, находящегося на заданной высоте h, можно вычислить по формуле (заполни пропуски необходимыми буквами):
Eп=
⋅
⋅
.
Тогда потенциальная энергия данного маятника на максимальной высоте равна (вычисли данное значение и заполни пропуск):
Eп1=
Дж.
Шаг 4.
Полная механическая энергия маятника в любой точке траектории его движения равна
кинетической и потенциальной энергий маятника в этой точке. Значит, полная механическая энергия маятника в крайней левой (крайней правой) точке траектории его движения равна (вычисли данное значение и заполни пропуск):
E1=
Дж.
Шаг 5.
В точке равновесия маятника высота его подъёма
и равна:
h=
м.
Тогда потенциальная энергия маятника в данной точке
и равна:
Eп2=
Дж.
Шаг 6.
Кинетическая энергия маятника в точке равновесия
, так как маятник проходит данную точку с
скоростью.
Обозначим v — скорость маятника в точке равновесия. Тогда его кинетическую энергию в данной точке можно записать в виде формулы (заполни пропуски в формуле):
Eк2=
⋅
.
Шаг 7.
Полная механическая энергия маятника в любой точке траектории его движения равна
кинетической и потенциальной энергий маятника в этой точке. Значит, полная механическая энергия маятника в точке равновесия равна (заполни пропуски в формуле):
E2=Eк2+Eп2=
⋅
.
Шаг 8.
С другой стороны, полная механическая энергия маятника постоянна в любой момент колебаний. Значит (вставь пропущенный знак сравнения):
E1
E2,
или (выполни подстановку значений полной механической энергии, полученной в шагах 4 и 7)
=
⋅
2
.
Шаг 9.
В получившееся уравнение подставь значение массы в СИ (шаг 1) и реши его относительно скорости с точностью до сотых:
v=
м/с.
103
270
Реши свою проблему, спроси otvet5GPT
-
Быстро
Мгновенный ответ на твой вопрос -
Точно
Бот обладает знаниями во всех сферах -
Бесплатно
Задай вопрос и получи ответ бесплатно
Популярно: Физика
-
Ника26040608.01.2020 11:58
-
bellalove20004.10.2020 03:46
-
том5555111.01.2021 00:10
-
Егор4ik1830.05.2022 19:56
-
лппериоаоаопоопо27.11.2020 08:47
-
turgalieva1820.10.2022 17:14
-
logean20.06.2020 15:33
-
ViktoriaTo21.09.2020 17:33
-
zudavaikin21.11.2022 23:00
-
NeGaTiV4iK123303.05.2021 06:12
Есть вопросы?
-
Как otvet5GPT работает?
otvet5GPT использует большую языковую модель вместе с базой данных GPT для обеспечения высококачественных образовательных результатов. otvet5GPT действует как доступный академический ресурс вне класса. -
Сколько это стоит?
Проект находиться на стадии тестирования и все услуги бесплатны. -
Могу ли я использовать otvet5GPT в школе?
Конечно! Нейросеть может помочь вам делать конспекты лекций, придумывать идеи в классе и многое другое! -
В чем отличия от ChatGPT?
otvet5GPT черпает академические источники из собственной базы данных и предназначен специально для студентов. otvet5GPT также адаптируется к вашему стилю письма, предоставляя ряд образовательных инструментов, предназначенных для улучшения обучения.