Маятник Максвелла представляет собой диск, неподвижно закрепленный на тонком стержне. 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)
Поделитесь своими знаниями, ответьте на вопрос:
1.Какой массы груз можно поднять равномерно вверх на высоту 12 м, если совершаемая при этом работа равна 18 кДж2.Найти мощность двигателя, если он за 5 минут совершает работу 900кДж?3. На какую высоту надо понять тело массой 40кг, чтобы его потенциальная энергия стала равной 6000Дж?4.На правое плечо рычага действует сила 50 Н, его длина 20 см., какая сила действует на левое плечо длиной 8 см, если рычаг находится в равновесии?5.Ядро массой 900г летит на высоте 5м над Землей со скоростью 36 км/час. Определить кинетическую и потенциальную энергию ядра.6.Тело массой 300г равномерно перемещают по наклонной плоскости длиной 1, 2м, прикладывая силу 2Н. Найти КПД наклонной плоскости, если тело было поднято на высоту 40 см.ОЧЕНЬ
Все дополнительные данные заключены в словах "сплошной алюминиевый куб".
Давление твердого тела на опору:
р = F/S
F - сила, действующая на тело перпендикулярно поверхности, в данном случае это будет вес куба (Р).
Получаем: р = P/S.
Вес тела равен:
Р = mg (масса* ускорение свободного падения).
Тогда наша формула для давления куба приобретет вид:
р = (mg)/S
Слово алюминиевый позволяет использовать плотность алюминия. Интернет выдает, что ро(Al) = 8,1*10^3 (кг/м^3).
Зная, что плотность представляет собой отношение массы к объему, выражаем массу: m = ро*V.
Подставляем в формулу для давления и получаем:
р = (ро*V*g)/S.
Видим, что если объем (м^3) и площадь (м^2) сократить, то останется длина (l, м), а все остальные величины известны. Тогда выразим длину и найдем ее:
р = ро*g*l
l = p/(po*g) = 2*10^3(Па)/(8,1*10^3 кг/м^3 * 9,8 м/с^2) = 0,0252 м.
У нас куб, значит, все стороны одинаковы. Куб сплошной, значит, никаких дополнительных вычетов из объема делать не нужно.
Находим объем куба:
(0,0252 м)^3 = 1,6*10^(-5) м^3.
Возвращаемся к выражению для плотности тела, выражаем массу, и находим ее:
ро = m/V
m = po*V = 8,1*10^3 кг/м^3 * 1,6*10^(-5) м^3 = 12,96*10^(-2) кг = 129,6 г.