4. У вас имеется лабораторный динамометр Бакушинского и груз массой 200г. 4.1 Запишите предложение, вставляя необходимые слова вместо пропусков. «Если к пружине подвесить груз массой 200г, то пружина будет до тех пор, пока сила не станет равной силе»
4.2 Вычислите силу тяжести, действующую на тело массой 200г. Чему равен вес этого тела?
4.3 Динамометр-прибор, который позволяет одновременно измерить массу тела и его вес. Сделайте пояснительный рисунок и укажите, на каком делении будет располагаться указатель динамометра?
4.4 Изобразите силу тяжести и силу упругости, действующие на систему «пружина-груз», если система находится в равновесии. Масштаб М: 1,5см=2Н.
1) Найдём перемещения броска в двух случаях: 1 (и все величины с индексом 1) движение вверх; 2 (и все величины с индексом 2) движение вниз. Т.к. брусок одинаковые расстояния, приравняем и выразим значения времени и ускорения.
S1=V01×t1+1/2×a1×t1^2
S2=Vo2×t2+1/2×a2×t2^2=1/2×a2×t2^2
S1=S2
V01×t1+1/2×a1×t1^2=1/2×a2×t2^2
2V01×t1+a1×t1^2=a2×t2^2
(V1=V01-a1×t1 => V01=a1×t1^2)
☆a1×t1^2=a2×t2^2☆ {1}
Ускорения a1 и a2 РАЗНЫЕ, их приравнять нельзя.
2) По Второму з. Ньютона для движения вверх:
Fтр+mg×sinA=ma1 и N=mg×cosA
M×mg×cosA+mg×sinA=ma1
☆M×g×cosA+g×sinA=a1☆ {2}
По второму з. Ньютона для движения вниз:
-Fтр+mg×sinA=ma2
-M×mg×cosA+mg×sinA=ma2
☆-M×g×cosA+g×sinA=a2☆ {3}
(M-коэффициент трения, A-угол альфа)
3) Подставим значения ускорения из {2} и {3} в формулу {1} и посчитаем:
t1^2/t2^2=a2/a1
t1/t2=1/2
ответ: 1/2
Рассмотрим два случая.
1. На шарик действует лишь сила со стороны электрического поля, а сила тяжести не действует.
Силу рассчитаем, как произведение эл. заряда на напряженность поля:
F = Eq
Далее найдем ускорение, с которым этот шарик двигался бы в электрическом поле, не будь он подвешен на нити:
а = F/m (по второму закону Ньютона)
Теперь воспользуемся формулой для определения периода колебаний нитяного маятника в однородном гравитационном поле:
Только вместо ускорения свободного падения g, используем ускорение a, рассчитанное нами ранее. Получим формулу:
или с учетом ранее проведенных выкладок:
Здесь, напоминаю, l - длина нити
Расчёт:
2. Если на тело действует дополнительно сила тяжести, сообщающая ему ускорение свободного падения g = 9,8 м/с². Всё то же самое, только вместо ускорения a в формуле будет ускорение (a+g)
Здесь удобнее a рассчитать отдельно:
a = Eq/m = 1*10⁶В/м ˣ 10*10⁻⁹ Кл / 0,002 кг = 5 м/с²
Тогда a+g = 9,8 м/с² + 5 м/с² = 14,8 м/с²
А при расчете период колебаний получим