Задачи › Динамика движения по окружности, конический маятник

Натяжение нити маятника

  1. Натяжение нити маятника

    Курчатов 2016/17, 11 кл.
    3/10

    Тело массой \(250~\text{г}\), подвешенное на нерастяжимой нити длиной \(50~\text{см}\), совершает колебания в вертикальной плоскости. Когда угол нити с вертикалью составляет \(60^\circ\), скорость тела равна \(2~\text{м/с}\). Найдите силу натяжения нити в этот момент. Ответ выразите в ньютонах, округлив до одного знака после запятой. Ускорение свободного падения примите равным \(10~\text{м/с}^2\).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Запишите второй закон Ньютона в проекции на направление нити. Центростремительное ускорение равно \(v^2/L\).

    Ответ

    \(T \approx 3{,}3~\text{Н}\).

    Решение

    Проекция силы тяжести на ось, сонаправленную с нитью, равна \(0{,}25~\text{кг} \cdot 10~\text{м/с}^2 \cdot \cos 60^\circ = 1{,}25~\text{Н}\). Центростремительное ускорение тела равно \((2~\text{м/с})^2 / 0{,}5~\text{м} = 8~\text{м/с}^2\). Значит, сила натяжения нити равна \[T = 1{,}25~\text{Н} + 0{,}25~\text{кг} \cdot 8~\text{м/с}^2 \approx 3{,}3~\text{Н}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи