Материальная точка массой 5 г совершает гармонические колебания...

Объяснение:

Дано:

x(t) = Xmax·cos (ω·t)

m = 5 г = 0,005 кг

ν = 0,5 Гц

Xmax = 3 см = 0,03 м

x = 1,5 см = 0,015 м

V - ?

F - ?

1)

Находим циклическую частоту:

ω = 2·π·υ = 2·π·0,5  = π с⁻¹

2)

Находим  косинус фазы:

1,5 = 3·cos (π·t)

cos (π·t) = 1,5 / 3 = 0,5

Тогда:

sin (π·t) = √ (1 - 0,5²) ≈ 0,866

3)

Скорость - первая производная от координаты:

V = x' = - ω·Xmax·sin (ω·t) = - π·0,015·0,866 ≈ - 0,013·π ≈ - 0,04 м/с

 или  V = - 4 см/c

4)

Ускорение - первая производная от скорости:

a = V' = -ω²·Xmax·cos (ω·t)

a = - π²·0,03·0,5 = - 0,015·π² ≈ - 0,15 м/с²

Тогда модуль силы:

F = m·|a| = 0,005·0,15 = 0,75 мН

Объяснение:Атмосферное давление" и "закон Паскаля", "сообщающиеся сосуды" - интереснейшие темы начального курса школьной физики. Они позволяют рассказать немало интересных историй и показать серию любопытных демонстраций. Грех этим не воспользоваться!

    Первые устройства, использующие атмосферное давление - всасывающие водяные насосы, - описал древнегреческий ученый Ктезибий еще за сто лет до новой эры. Почему вода поднимается за поршнем насоса? На этот вопрос ученые отвечали: "Horror vacui" - боязнь пустоты...

    Истинность любых логических построений проверяется экспериментом, и у каждой эпохи здесь свои возможности. Почему вода за поршнем насоса поднимается лишь на определенную высоту? Может, это тоже объяснить боязнью - боязнью высоты? Мало получить результат эксперимента, его еще нужно правильно истолковать.

    Вот как делал это сам Галилей: "Вода во всасывающем насосе поднимается не выше 18 локтей; если же высота поднятия превышает этот предел, то водяной столб обрывается от собственного веса, следовательно, "боязнь пустоты" настолько значительна, что она удерживает водяной столб в 18 локтей". Таким образом, получается, что эксперимент как бы подтверждает не только наличие у природы чувства страха, но и дает возможность его количественно измерить!

    Однако ученики Галилея ЭванджелистаТорричелли и Винченцо Вивиани провели эксперимент со ртутным столбом и получили удивительный по тем временам результат. Высота столба ртути оказалась в 13,5 раза меньше, чем столба воды. Торричелли засомневался в существовании "horror vacui". Пронаблюдав же за тем, как день ото дня высота столба ртути меняется, он прокомментировал сей факт в духе своего времени: "Нельзя допустить, чтобы природа менялась произвольно, подобно кокетливой девице..." Преждевременная смерть не позволила Торричелли разрешить эту загадку. Сделал это французский ученый Блез Паскаль. Однако его работа в значительной мере осталась достоянием специалистов.

    Как это нередко бывает, теми же вопросами, оставаясь в полном неведении о работах других ученых, занимался весьма просвещенный человек, но, в сущности, любитель, бургомистр Магдебурга Отто фон Герике. Благодаря своему высокому положению эксперименты он проводил в присутствии князей, коих в Германии того времени было превеликое множество. Благодаря им учение об атмосферном давлении быстро разнеслось по Европе.

Вечный двигатель невозможен. Это связано с тем, что для любого механизма справедливо утверждение: совершённая с этого механизма полная работа (в том числе на нагревание механизма и окружающей среды, на преодоление силы трения) всегда больше полезной работы.
Часто необходимо оценивать эффективность механизма, целесообразность его использования. Поэтому, чтобы рассчитывать, какая часть от совершённой работы тратится впустую и какая часть с пользой,  вводится специальная физическая величина, которая показывает эффективность механизма. Это и есть КПД