Качели с неравными верёвками
5/10Одна верёвка качелей закреплена выше другой на величину \(b\). Расстояние между столбами качелей равно \(a\). Длины верёвок равны \(l_1\) и \(l_2\), причем \(l_1^2 + l_2^2 = a^2 + b^2\) (рис. 52).
Найдите период \(T\) малых качаний на таких качелях. Размерами человека пренебречь по сравнению со всеми указанными выше длинами.

▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ\(T = 2\pi\sqrt{l_1l_2/(ag)}\).
РешениеДля решения задачи достаточно заметить, что движение качелей есть вращение вокруг оси, проходящей через точки крепления верёвок, т. е. система представляет собой «наклонный математический маятник» (рис. 190). Составляющая силы тяжести \(mg\), направленная вдоль оси вращения, не влияет на колебания, а перпендикулярная составляющая \(mg\sin\alpha\) является фактически возвращающей силой. В результате, используя формулу для периода математического маятника, найдём \[T = 2\pi\sqrt{h/(g\sin\alpha)},\] где \[h = \frac{l_1l_2}{\sqrt{l_1^2 + l_2^2}} = \frac{l_1l_2}{\sqrt{a^2 + b^2}},\] \[\sin\alpha = \frac{a}{\sqrt{a^2 + b^2}},\] поэтому период малых качаний равен \[T = 2\pi\sqrt{l_1l_2/(ag)}.\]

Похожие задачи
- Подвес на двух нитях ВсОШ 1992/2001, 10 кл.
- Длина нити шарика «Надежда энергетики» 2017/18, 10 кл.
- Ускорения математического маятника Росатом 2018/19, 11 кл.
- Столкновения маятников «Шаг в будущее» 2019/20, 11 кл.
- Планета «Туймаада» 1995/96, 11 кл.
- Часы с маятником на высоте «Бельчонок» 2014/15, 11 кл.