Почему маятник максвелла, достигнув нижнего положения, начинает подниматься вверх?

маятник максвелла представляет собой диск, неподвижно закрепленный на тонком стержне (рис.1). на концах стержня симметрично относительно диска закреплены нити, с которых маятник подвешен к штативу. при вращении маятника нити могут наматываться на стержень или сматываться с него, обеспечивая тем самым перемещение маятника вверх - вниз. если, намотав нити на ось, поднять маятник на некоторую высоту и отпустить его, то он начнет опускаться под действием силы тяжести, приобретая одновременно и вращательное движение. в нижней точке, когда маятник опустится на полную длину нитей, поступательное движение вниз прекратится. нити станут наматываться на вращающийся по инерции стержень, а маятник начнет подниматься вверх, постепенно замедляя свое вращение. после достижения наивысшей точки цикл колебательного движения возобновится.

если mg — сила тяготения; t — сила натяжения одной нити; r — радиус стержня; j — момент инерции маятника; тогда уравнение для поступательного движения можно записать так:

mg − 2t = ma,

где a — ускорение центра масс. уравнение для вращательного движения при этом будет иметь вид:

m = mr(g − a) = 2tr=j ε,

где ε – угловое ускорение.

маятник движется с постоянным ускорением. если h – расстояние, пройденное за время t, при равноускоренном движении с нулевой начальной скоростью, то момент инерции можно найти по формуле:

j=mr2((gt2)/(2h)-1).

все правильно я сама делала

1). хм, пока не решал такое, но давайте попробуем.

итак. первым делом: tмарса=tземли(сутки - период обращения)

mмарса=0.1мземли=0.1*6*10^24=6*10^23 кг

чтобы спутник висел над одной и той же точкой поверхности, спутник должен находиться на экваторе во-первых и иметь такую же угловую скорость, как и сама земля, т.е. чтобы не отставать от нее и не убегать вперед. (вообще можно его подвесить и на иной орбите, но там будет уже другая угловая скорость, так что это отдельный вопрос, да и авторы от нас сего не требуют).

продолжим.

у угловой скорости есть 2 формулы:

w=2п/t=v/r

2п/t=v/r

период есть, надо вычислить радиус, но нет скорости.

но это скорость спутника марса, т.е. 1 космическая скорость. вспомним ее формулу:

v1=sqrt(gm/r)

подставим:

2п/t=sqrt(gm/r)/r

я возведу все в квадрат и преобразую, чтобы извлечь r:

r=

теперь подставлю:

(период перевел 24часа=24*3600=86400 с)

=196.45*10^5 м =19645 км=19.6 тысяч км.

2). формула для радиуса кривизны траектории движения частицы в магнитном поле:

r=mv/qb

значит, чтобы увеличить радиус кривизны в 2 раза, мы должны увеличить скорость ионов в 2 раза. как это сделать.

во время прохождения ионом ускорящей разности потенциалов электрическое поле совершает работу и передает энергию иону, т.е.

a=qu=ek=mv^2/2

v=sqrt(2qu/m) sqrt - корень

если r2/r1=2, то

v2/v1=2

sqrt(2qu2/m)/sqrt(2qu1/m)=sqrt(u2/u1)=2

u2/u1=4

значит, нужно увеличить ускорящую разность потенциалов в 4 раза.

если за размер молекулы считать ее объем, то условный объем одной молекулы высчитывайте в веществе в жидком состоянии, поскольку в этом случае расстояние между молекулами наименьшее. в случае если за размер молекулы принимается ее условный диаметр, возьмите каплю масла, измерьте ее объем, капните на волу и измерив площадь пятна, высчитайте диаметр молекулы.

вам понадобитсямашинное масло, вода, широкий сосуд, таблица плотности веществ.определение «объема» молекулыпоскольку понятие «объем молекулы» не соответствует представлениям, это понятие вводится чисто условно. скорее речь идет об объеме пространства, где может находиться одна молекула, а поскольку в жидкостях частицы упакованы наиболее плотно, берем вещество именно в этом агрегатном состоянии. возьмите 18 мл чистой воды (это соответствует одному молю вещества) и поделите это число на количество молекул в одном моле. получим 18/(6,022•10^23). тогда условный объем одной молекулы воды составит приблизительно 3•10^(-23) см³.2определение диаметра молекулынайдите объем капли машинного масла. для этого накапайте порядка 100 капель из капилляра в сосуд и измерьте массу масла в нем. после этого массу, выраженную в килограммах, поделите на плотность масла, которую можно узнать из таблицы плотности некоторых веществ. как правило, она составляет 800 кг/м³. после чего полученный результат поделите на количество капель (в данном случае на 100). если есть мерный цилиндр, то накапайте масло прямо в него, измерьте его объем в см³ и переведите в м³, для чего поделите на 1000000, затем на количество капель масла.3после того как объем капли стал известен, из того же капилляра капните одну каплю на поверхность воды, которая налита в широкий сосуд. для ускорения реакции предварительно немного нагрейте воду приблизительно до 40 градусов цельсия. масло начнет растекаться, и в результате получится круглое пятно. следите за тем, чтобы оно не касалось стенок сосуда! после того как пятно перестанет расширяться, с линейки измерьте его диаметр и переведите его в метры.4после этого рассчитайте его площадь. для этого диаметр возведите во вторую степень, поделите на 4 и умножьте на число 3,14. затем объем капли поделите на площадь пятна, на которое она растеклась (d=v/s) - это и будет диаметр одной молекулы масла, поскольку считается, что оно растекается по воде до тех пор, пока толщина масляной пленки не станет равной одной молекуле.

 

 

 

ух устала писать