На тонкой нити подвешен шарик массой 2* √3 кг.нить приводят в горизонтальное положение и отпускают.чему равна сила натяжения нити в тот момент, когда вектор ускорения шарика направлен горизонтально?

Ускорение направлено горизонтально когда центростремительное ускорение v²/r и ускорение свободного падения образуют прямоугольный треугольник с суммарным ускорением a, где роль гипотенузы исполняет центростремительное ускорение, а ускорение свободного падения g является вертикальным катетом. угол наклона нити β при этом таков, что g = (v²/r)cosβ с другой стороны, к этому моменту шарик потерял из первоначальной потенциальной энергии mgr долю величиной mgrcosβ, которая перешла в кинетическую: mv²/2 = mgrcosβ что даёт нам вторую связь на угол и скорость: v² = 2grcosβ выразив из последнего равенства cosβ = v²/2gr и подставив его в выражение для условия горизонтальности полного ускорения, получим g = (v²/r)v²/2gr после чего получаем для скорости в момент, когда полное ускорение горизонтально, следующее выражение: v² = gr√2 подставив это выражение в формулу для расчёта силы натяжения нити, получим: t = mv²/r = mgr√2/r = mg√2 = 20√3√2 = 20√6 = 49 н

ОбъяснеЦель работы: убедиться на опыте в том, что полезная работа, выполненная с механизма (наклонной плоскости), меньше полной.

"Золотое правило" механики гласит, что при отсутствии силы трения работа, совершенная при подъеме тела вверх по вертикали на высоту h равна работе при подъеме тела по наклонной плоскости на высоту h при равномерном перемещении тела.

В первом случае работа равна:

А1 = Fтh, где

F сила тяжести действующая на тело, h - высота подъема. Во втором случае работа равна: А2 = Fl, где

F - сила, прилагаемая к телу для перемещения его равномерно по наклонной плоскости,

l - длина наклонной плоскости. А1 = А2 при отсутствии силы трения. При наличии силы трения работа: А2 > А1

А2 - полная работа, которую нужно произвести, поднимая тело на высоту h с наклонной плоскости. А1 - полезная работа, которую нужно произвести, поднимая тело на высоту h без наклонной плоскости.

Разделив полезную работу на полную, получим КПД наклонной плоскости и выразим его в процентах

Ход работы описан в учебнике.

Вычисления

Дополнительное задание.

Согласно "Золотому правилу" механики при отсутствии трения имеем:

отсюда

именно во столько раз мы выигрываем в силе, применяя эту наклонную плоскость.

№1

2,4 км = 2400 м

10 минут = 600 секунд

v = S/t

v = 2400м / 600 с. = 4 м/c

ответ: 4 м/с

№2

360 км/ч = 100 м/с

20 минут = 1200 секунд

S = v*t

S = 100 м/с * 1200 с = 120000 м = 120 км

ответ: 120 км

№3

ответ: 3

№4

F Архимеда = p*g*V

F Архимеда = 1030 кг/м^3 * 10 Н/кг * 4 м^3 = 41200 Н = 41,2 кН

ответ: 41,2 кН либо 41200 Н

№5 - размер плиты не указал

№6

p = F/S

p = mg/S

p = 0,6 кг * 10 Н/кг / 0,08 = 750 Па

ответ: 750 Па

№7

S = 3000 м

F = 6 кН = 6000Н

A = F*S

A = 6000 Н * 3000 м = 18 000 000 Дж = 18 000 кДж

ответ: 18 000 кДж

№8

A = F * S = mg * h

A = 48 * 10 * 5 = 2400 Дж

ответ: 2400 Дж