Нити математического маятника с грузом m отклонили от вертикали на угол a. Если известно, что натяжение нити в момент прохождения маятником положения равновесия равно 2mg. Определите угол а.
Выбор ответов: 15 / 30 / 45 / 60

Что надо знать о силе

Сила - векторная величина. Необходимо знать точку приложения и направление каждой силы. Важно уметь определить какие именно силы действуют на тело и в каком направлении. Сила обозначается как , измеряется в Ньютонах. Для того, чтобы различать силы, их обозначают следующим образом 

Ниже представлены основные силы, действующие в природе. Придумывать не существующие силы при решении задач нельзя!

Сил в природе много. Здесь рассмотрены силы, которые рассматриваются в школьном курсе физики при изучении динамики. А также упомянуты другие силы, которые будут рассмотрены в других разделах.

Сила тяжести

На каждое тело, находящееся на планете, действует гравитация Земли. Сила, с которой Земля притягивает каждое тело, определяется по формуле

 

Точка приложения находится в центре тяжести тела. Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз.



Сила трения

Познакомимся с силой трения. Эта сила возникает при движении тел и соприкосновении двух поверхностей. Возникает сила в результате того, что поверхности, если рассмотреть под микроскопом, не являются гладкими, как кажутся. Определяется сила трения по формуле:

 

Сила приложена в точке соприкосновения двух поверхностей. Направлена в сторону противоположную движению.



Так как тело представляем в виде материальной точки, силу можно изображать с центра

Сила реакции опоры

Представим очень тяжелый предмет, лежащий на столе. Стол прогибается под тяжестью предмета. Но согласно третьему закону Ньютона стол воздействует на предмет с точно такой же силой, что и предмет на стол. Сила направлена противоположно силе, с которой предмет давит на стол. То есть вверх. Эта сила называется реакцией опоры. Название силы "говорит" реагирует опора. Эта сила возникает всегда, когда есть воздействие на опору. Природа ее возникновения на молекулярном уровне. Предмет как бы деформировал привычное положение и связи молекул (внутри стола), они, в свою очередь, стремятся вернуться в свое первоначальное состояние, "сопротивляются".

Абсолютно любое тело, даже очень легкое (например,карандаш, лежащий на столе), на микроуровне деформирует опору. Поэтому возникает реакция опоры.

Специальной формулы для нахождения этой силы нет. Обозначают ее буквой , но эта сила просто отдельный вид силы упругости, поэтому она может быть обозначена и как 

Сила приложена в точке соприкосновения предмета с опорой. Направлена перпендикулярно опоре.



Так как тело представляем

Размер кубика H = 9 см
погружение кубика в воде k = 0,8 объема
плотность воды p1 = 1000 кг/м3
плотность кубика p2
долита жидкость с плотностью р3
высота слоя жидкости h = 8 см и совпадает с верхней гранью кубика

закон архимеда для кубика плавающего в воде гласит что масса кубика равна массе вытесненой воды
S*H*p2=S*(H*k)*p1
значит р2 = k*p1

закон архимеда для кубика плавающего в смеси двух жидкостей  гласит что масса кубика равна массе вытесненых жидкостей
S*H*p2=S*(H-h)*p1+S*h*p3
значит H*p2=(H-h)*p1+h*p3

p3 = (H*p2-(H-h)*p1)/h =
 = (H*k*p1-(H-h)*p1)/h =
= p1*(H*k-(H-h))/h =
= p1*(1-H/h*(1-k)) = 1000*(1-9/8*(1-0,8)) кг/м3 = 775 кг/м3 - это ответ

p3 = p1*(1-H/h*(1-k)) - общая формула для этой и аналогичных задач