Войти Регистрация Спроси ai-bota

Массивный шарик, привязанный 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

Показать ответ

Ответ:

9305153

04.10.2020 20:43

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

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

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика

Анджела1080

21.02.2021 09:13

Взяли дві посудини однакового об єму, але перша низька і широка, а друга висока і вузька, і в кожну налили по 1 л води.что можна сказати про тиск води на дно судин? а: так як об...

TayniDzho

22.08.2020 04:19

Решить . тело свободно падает с небольшой высоты. найти: 1) скорость тела в момент времени 2 с и 4 с 2) какой путь проходит тело в промежуток времени с 2с до 4с 3) какая средняя...

настя7208

21.03.2020 13:29

Чем обясняются существенные различия условий на поверхностях планет...

Gutrom

18.05.2022 15:20

Двухатомный газ первоначально занимал объем 0,05 м и давление 300 кпa . газ был вначале нагрет при постоянном объеме до тех пор, пока давление удвоилась. затем газу предоставили...

Arisha54

30.01.2020 19:15

Массу груза с неподвижным блоком увеличивается на 30 кг .при этом сила приложенная к концу нити увеличивается в 3 раза.найдите начальную массу груза...

ramn

02.07.2020 07:10

Автомобіль масою 2000 м рухається зі швидкістю 20м/с і починає гальмувати. через деякий час його швидкість стала 2,5м/с. як змінилась його кінетична енергія при цьому? чому дорівнювала...

KatherinePirs

04.09.2021 03:43

Як пояснити існування поверхневого натягу рідини? ...

чирик15

22.02.2020 11:53

Хлопчик, пі м’яч масою 500 г, приклав силу 20 н на шляху 1 м. чому дорівнює робота, виконана хлопчиком? на скільки при цьому збільшилася потенціальна енергія м’яча? чому дорівнює...

ArtimonТёма22887

27.03.2021 17:10

Третину шляху автомобіль рухався зі швидкістю 36 км/год, решту шляху автомобіль проїхав за 60 секунд. знайдіть середню швидкість руху автомобіля...

69fff96fff69

15.05.2021 07:18

Лыжники во время похода заваривали чай с снега . они наполнили кастрюлю примерно 1 кг снега , температура которого 0° c , выплавили его и полученную воду заварили на газово-вырочной...

Полный доступ

Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota Оформи подписку