Материальная точка, подвешенная на невесомой нерастяжимой нити начинает движение из положения равновесия со скоростью 5 м/с, направленной горизонтально. В процессе колебательного движения угол отклонения нити достигает значения π/6. Определите период колебаний.
Распишите ДАНО и РЕШЕНИЕ.
В источнике, с которого было взято задание указан ответ 6.2 с. Мне нужен ответ в развернутом виде.
E=6,6*10^-34*5*10^14=33*10^-20 Дж; уравнение Эйнштейна E=mc^2, импульс же можно найти как mc, тогда p=E/c=33*10^-20/(3*10^8)=11*10^-28кг*м/с (с-скорость света, константа, а ответ мы вырзили в килограммах, умноженных на метр, делённый на секунду); теперь по аналогии с импульсом найдём и массу: m=E/c^2=3,7*10^-36 кг
2. здесь будем использовать ур-е Эйнштейна для фотоэффекта(вырывания электронов):
hv=Aвыхода+mv^2/2; константы я вам назвал, они остаются такими же, посчитайте сами, в условии всё известно
Давай сначала определим энергию, запасённую маятником. Понятно, что в процессе полёта, энергия лишь будет переходить из потенциальной в кинетическую.
Еп = Ек = m * g * H = m * g * L * cos(60) = 0,2 * 10 * 2 * 0,5 = 2 Дж.
В нижней точке полёта вся эта энергия перешла в кинетическую, значит шарик приобрёл квадрат скорости
v^2 = 2 * E / m = 2 * 2 / 0,2 = 20 м2/с2.
Чисто для интереса возьмём корень, и узнаем что скорость v = корень(20) = 4,47 м/с, хотя, в принципе, нас это не спрашивают.
Ну что, выходим к нити. Натяжение нити состоит из двух компонент:
веса шарика, и центробежной силы
Т = mg + Fц
центробежная сила будет равна
Fц = m * v^2 / L
Соберём всё в единую формулу натяжения, и получим:
Т = 0,2 * 10 + 0,2 * 20 / 2 = 2 + 2 = 4 Н
Вот и ответ: Т = 4 Н.
Удачи, и привет учительнице!