Физика, опубликовано 2018-08-22 20:45:59 by Гость

Массивный шарик, привязанный упругой нитью к потолку, вращается по окружности в горизонтальной плоскости так, что нить подвеса описывает в пространстве конус. Угол между вертикалью и нитью подвеса равен 18 градусов . Кинетическая энергия шарика равна Ek=8,6 Дж При вращении относительное увеличение длины нити подвеса составляет δ=ℓ−ℓ0/ℓ0=10%, где ℓ0 - длина нити в не растянутом состоянии. Найдите потенциальную энергию растянутой нити. Ответ представить в джоулях. Ускорение свободного падения считать равным g=9,8 м/с^2

Ответ оставил Гость

Если длина нити ℓ, то радиус вращения равен из геометрии ℓ*sinα. Запишем второй закон Ньютона (проекция силы упругости нити T*sinα)

$m/frac{v^2}{l/sin/alpha} = T/sin/alpha//// m/frac{v^2}{2} = 0.5Tl/sin^2/alpha = E_k$

Вспомним что T = k(ℓ-ℓ₀) где k - коэффициент упругости нити

$0.5k(l-l_0)l/sin^2/alpha = E_k//// k = /frac{2E_k}{l(l-l_0)/sin^2/alpha}////$

Найдем потенциальную энергию

$E_p = /frac{k(l-l_0)^2}{2} = /frac{E_k(l-l_0)^2}{l(l-l_0)/sin^2/alpha} = E_k/frac{(l-l_0)/l}{/sin^2/alpha} = //// /frac{E_k}{/sin^2/alpha}/frac{l-l_0}{l_0}/frac{l_0}{l} = /frac{E_k}{/sin^2/alpha}/delta(l/l_0)^{-1} = /frac{E_k}{/sin^2/alpha}/delta(1+/delta)^{-1} = //// /frac{E_k/delta}{/sin^2/alpha(1+/delta)}$

Не нашли ответа?

Если вы не нашли ответа на свой вопрос, или сомневаетесь в его правильности, то можете воспользоваться формой ниже и уточнить решение. Или воспользуйтесь формой поиска и найдите похожие ответы по предмету Физика.