Вопрос:

1736. Маятник длиной 1 м качается так, что угол наибольшего отклонения его равен 30°. В момент прохождения им положения равновесия нить его зацепилась за гвоздь на середине ее длины. Определите наибольший угол отклонения укороченного маятника.

Ответ:

Когда маятник проходит положение равновесия, его кинетическая энергия максимальна. Зацепившись за гвоздь, длина маятника уменьшается, но его кинетическая энергия остается неизменной. Эта энергия будет преобразовываться в потенциальную энергию по мере отклонения маятника. Поскольку длина маятника уменьшилась вдвое, это означает что дуга отклонения тоже будет укорочена. Угол отклонения увеличится. Так как энергия не меняется, то начальная и конечная потенциальная энергия будут равны, \( mgl(1-cos \theta_1) = m(l/2)(1-cos \theta_2)\) Где \(\theta_1 = 30^o\), \(l\) - длинна нити до столкновения с гвоздем, а \(\theta_2\) - угол отклонения после столкновения. \(gl(1-cos(30^o)) = (g l/2)(1-cos(\theta_2))\) \(2*(1-cos(30^o)) = 1-cos(\theta_2)\) \(2*(1 - \frac{\sqrt{3}}{2}) = 1- cos(\theta_2) \) \( cos(\theta_2) = 1 - 2*(1- \frac{\sqrt{3}}{2})\) \( cos(\theta_2) = \sqrt{3} - 1 \) \(\theta_2 = arccos( \sqrt{3} - 1 ) \approx 73.5 \) градусов Ответ: Приблизительно 73.5 градусов.
Смотреть решения всех заданий с фото

Похожие