До того, как нить отклонили от вертикали, нити приходилось выдерживать силу тяжести m*g, где: m – масса маятника, g = 9,8 м/с^2 – это ускорение свободного падения на поверхности Земли.
Когда нить отклонили до горизонтального положения и отпустили и маятник достиг нижнего положения, к силе тяжести добавляется центростремительная сила, роль которой выполняет дополнительная сила упругости нити -- нить растягивается силой F = m*g + m*(v^2)/R где v – скорость в нижнем положении, R – длина нити (она же радиус вращения) , (v^2)/R – это центростремительное ускорение, ^ -- значок степени Найдём v: В верхнем положении (когда нить горизонтальна) энергия маятника равна его потенциальной энергии: E=m*g*R (вообще-то E=m*g*h но в данном случае высота h=R) В нижнем положении вся потенциальная энергия перешла в кинетическую энергию, которая равна E=m*(v^2)/2
Таким образом: E = m*g*R=m*(v^2)/2 g*R=(v^2)/2
v = квадратный корень из (2*g*R)
Подставим это в формулу F = m*g + m*(v^2)/R
F = m*g + m*( (квадратный корень из (2*g*R) )^2)/R =
F = m*g + m*(2*g*R)/R F = m*g + m*2*g F = m*g + 2*m*g F = 3*m*g
нити приходилось выдерживать силу тяжести m*g,
где:
m – масса маятника,
g = 9,8 м/с^2 – это ускорение свободного падения на поверхности Земли.
Когда нить отклонили до горизонтального положения и отпустили и маятник достиг нижнего положения, к силе тяжести добавляется центростремительная сила, роль которой выполняет дополнительная сила упругости нити --
нить растягивается силой F = m*g + m*(v^2)/R
где
v – скорость в нижнем положении,
R – длина нити (она же радиус вращения) ,
(v^2)/R – это центростремительное ускорение,
^ -- значок степени
Найдём v:
В верхнем положении (когда нить горизонтальна) энергия маятника равна его потенциальной энергии: E=m*g*R
(вообще-то E=m*g*h но в данном случае высота h=R)
В нижнем положении вся потенциальная энергия перешла в кинетическую энергию, которая равна E=m*(v^2)/2
Таким образом:
E = m*g*R=m*(v^2)/2
g*R=(v^2)/2
v = квадратный корень из (2*g*R)
Подставим это в формулу F = m*g + m*(v^2)/R
F = m*g + m*( (квадратный корень из (2*g*R) )^2)/R =
F = m*g + m*(2*g*R)/R
F = m*g + m*2*g
F = m*g + 2*m*g
F = 3*m*g
Объяснение:
К пружине динамометра можем подвесить груз неизвестной массы m ( массу которого как раз таки нам и нужно измерить )
Затем мы его отпустим и через некоторое время система перестанет совершать свободные колебания и придёт в состояние равновесия
При этом согласно первому закону Ньютона ( при условии что наблюдатель находится в состоянии покоя относительно ИСО )
Сила тяжести действующая на груз будет равна силе упругости пружины
Поэтому
Fт. = Fупр. = F
k∆x = mg
Силу упругости ( или силу тяжести ) можем измерить с динамометра
F = mg
Отсюда
m = F/g
где
g - ускорение свободного падения
F - допустим сила гравитационного взаимодействия тела с Землёй