Точное уравнение, описывающее колебания маятника такое: Jε = M, где J – момент инерции маятника; ε – угловое ускорение; M – момент силы.
Jε = –mgR sin α, где m – масса маятника; R – расстояние от точки подвеса до центра тяжести; α – угол отклонения маятника.
Для математического маятника принимают, что вся масса маятника сконцентрирована на его конце. Тогда R = L J = mL², где L – длина маятника.
mL²ε = –mgL sin α ε = –(g/L) sin α α" = –(g/L) sin α
Полученное дифференциальное уравнение не описывает гармонические колебания, но если предположить, что sin α ≈ α (для малых углов так оно и есть) , получится уравнение гармонических колебаний
α" = (g/L) α
решением его является функция вида
α = A sin t√(g/L)
Таким образом, циклическая частота равна ω = √(g/L).
ответ: Указанная формула применима при двух условиях:
1) Вся масса маятника сконцентрирована на его конце; 2) Угол отклонения мал, настолько, что sin α ≈ α.
1) S=v^2/(2*a)=v^2/(2*v/t)=v*t/2 = 10*5/2 м = 25 м 2) а = g*мю S=v^2/(2*a) = v^2/(2*g* мю ) = 12^2/(2*10* 0,02) м = 360 м t = v / a = v / (g* мю) = 12 / (10*0,02) сек = 60 сек 3) работа силы тяжести при поднятии на высоту h равна скалярному произведению вектора силы тяжести на вектор перемещения, так как сила и перемещение направлены в противоположных направлениях, то работа на этом участке пути - величина отрицательная А = - mgh = - mv^2/2 = - 0,5*30^2/2 Дж = -225 Дж
работа силы тяжести при поднятии на высоту h и последующему опусканию в исходную точку равна скалярному произведению вектора силы тяжести на вектор перемещения, так как перемещение равно нулю, то работа на этом участке пути равна нулю
Jε = M,
где J – момент инерции маятника;
ε – угловое ускорение;
M – момент силы.
Jε = –mgR sin α,
где m – масса маятника;
R – расстояние от точки подвеса до центра тяжести;
α – угол отклонения маятника.
Для математического маятника принимают, что вся масса маятника сконцентрирована на его конце. Тогда
R = L
J = mL²,
где L – длина маятника.
mL²ε = –mgL sin α
ε = –(g/L) sin α
α" = –(g/L) sin α
Полученное дифференциальное уравнение не описывает гармонические колебания, но если предположить, что sin α ≈ α (для малых углов так оно и есть) , получится уравнение гармонических колебаний
α" = (g/L) α
решением его является функция вида
α = A sin t√(g/L)
Таким образом, циклическая частота равна ω = √(g/L).
ответ: Указанная формула применима при двух условиях:
1) Вся масса маятника сконцентрирована на его конце;
2) Угол отклонения мал, настолько, что sin α ≈ α.
S=v^2/(2*a)=v^2/(2*v/t)=v*t/2 = 10*5/2 м = 25 м
2)
а = g*мю
S=v^2/(2*a) = v^2/(2*g* мю ) = 12^2/(2*10* 0,02) м = 360 м
t = v / a = v / (g* мю) = 12 / (10*0,02) сек = 60 сек
3)
работа силы тяжести при поднятии на высоту h равна скалярному произведению вектора силы тяжести на вектор перемещения,
так как сила и перемещение направлены в противоположных направлениях, то работа на этом участке пути - величина отрицательная
А = - mgh = - mv^2/2 = - 0,5*30^2/2 Дж = -225 Дж
работа силы тяжести при поднятии на высоту h и последующему опусканию в исходную точку равна скалярному произведению вектора силы тяжести на вектор перемещения,
так как перемещение равно нулю, то работа на этом участке пути равна нулю