Pendulul cu o lățime de 1 m, care deviază de la o poziție verticală la un unghi de 30 °. În momentul trecerii poziției de echilibru, firul său a fost prins de cui în mijlocul lungimii sale. Găsiți unghiul de abatere maxim al pendulului scurtat.
Sursa: "Colectarea problemelor de fizică pentru 8-10 grade de liceu". V. P. Demkovych, L. P. Demkovych. 1981 Moscova, "Iluminarea".
Amplitudinea înaintea coliziunii pendulului cu unghia este: xm = vm / √g.
Cu toate acestea, într-o coliziune, pendulul dă o parte din energia sa cinetică. Ca rezultat, viteza pendulului scade. În plus, lungimea pendulului a scăzut la jumătate, ceea ce înseamnă că perioada (înainte de coliziune) a scăzut cu un factor de 1,4, ceea ce înseamnă că amplitudinea oscilațiilor scade împreună cu unghiul de abatere.
Unghiul de abatere pe care îl găsim prin formula: cos β = x / xm.
Întrebare: cum se găsește x și viteza pendulului? Sau poate că nu ar trebui să fie găsiți deloc?
Energia potențială în prima stare este egală cu energia potențială în starea finală:
mgl (1 - cos α) = mg (l / 2) (1 - cos β).
Din ultima ecuație, găsiți unghiul de deformare β.
Și de ce este energia potențială în prima stare egală cu energia potențială din a doua stare? După coliziune, amplitudinea scade, accelerația scade și, prin urmare, și energia potențială scade. Sau m-am înșelat?
Și încă o întrebare. Cum ați găsit energia potențială? Se pare că ai derivat formula cu adăugarea de forțe care acționează asupra pendulului?
Așteptați, energia potențială este mgh. Este evident că h = l (1 - cos α). Nu am înțeles această înregistrare.
Asta e tot, toată lumea. Mi-a dat seama. Am înțeles cum să obțin această formulă. E atât de simplu. Aparent, ieri, capul meu nu a înțeles deloc.
Am avut o altă întrebare. Să presupunem că masa pendulului este dată. Cum să găsim energie cinetică? În poziția de echilibru, va fi aceeași cu energia potențială la punctul cel mai mare abatere a pendulului?
Dacă pierderile de energie datorate frecării în aer a pendulului sunt neglijate, frecarea filamentului și interacțiunea acestuia sunt neglijate. atunci legea conservării energiei mecanice este îndeplinită:
În caz contrar, se aplică legea conservării energiei totale:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: