Куля масою 10 кг, підвішена до нитки довжиною 2м, проходить положення рівноваги
з швидкістю 8м/с. Чому дорівнює сила пружності нитки в цей момент.
Ответы
Відповідь:
У положенні рівноваги куля не рухається, тому на неї діє сила пружності нитки, яка дорівнює її вазі. Тобто:
F = m * g
де F - сила пружності нитки, m - маса кулі, g - прискорення вільного падіння.
Після того, як куля пускається зі швидкістю 8 м/с, нитка деформується, зменшуючи свою довжину, і на кулю діє сила пружності нитки, яка відтворює її початковий стан рівноваги. У точці максимального збільшення деформації (тобто, коли куля досягає найвищої точки свого руху) швидкість стає рівна нулю, а куля знову повертається до положення рівноваги.
Таким чином, на максимальній висоті кулю тормозить сила пружності нитки, і ця сила повинна дорівнювати силі, яка прискорює кулю вниз до положення рівноваги (це можна побачити за другим законом Ньютона). Тобто, сила пружності нитки на максимальній висоті також дорівнює F = m * g.
Отже, сила пружності нитки в обох точках (на початку руху та на максимальній висоті) дорівнює:
F = m * g = 10 кг * 9,8 м/с² = 98 Н.