До того, как нить отклонили от вертикали, нити приходилось выдерживать силу тяжести m*g, где: m – масса маятника, g = 9,8 м/с^2 – это ускорение свободного падения на поверхности Земли.
Когда нить отклонили до горизонтального положения и отпустили и маятник достиг нижнего положения, к силе тяжести добавляется центростремительная сила, роль которой выполняет дополнительная сила упругости нити -- нить растягивается силой F = m*g + m*(v^2)/R где v – скорость в нижнем положении, R – длина нити (она же радиус вращения) , (v^2)/R – это центростремительное ускорение, ^ -- значок степени Найдём v: В верхнем положении (когда нить горизонтальна) энергия маятника равна его потенциальной энергии: E=m*g*R (вообще-то E=m*g*h но в данном случае высота h=R) В нижнем положении вся потенциальная энергия перешла в кинетическую энергию, которая равна E=m*(v^2)/2
Таким образом: E = m*g*R=m*(v^2)/2 g*R=(v^2)/2
v = квадратный корень из (2*g*R)
Подставим это в формулу F = m*g + m*(v^2)/R
F = m*g + m*( (квадратный корень из (2*g*R) )^2)/R =
F = m*g + m*(2*g*R)/R F = m*g + m*2*g F = m*g + 2*m*g F = 3*m*g
В этом случае в мире наступил бы полный хаос: - движущиеся автомобили, поезда, трамваи, любые другие транспортные средства не смогли бы остановиться, а стоящие – никогда не тронулись бы с места; - развязались бы все узлы на нитках, веревках, канатах; - смычки больше не смогли бы извлекать звуки из виолончелей, альтов и скрипок – впрочем, это наиболее безобидное проявление того, что будет, если исчезнет сила трения; - гайки начали бы раскручиваться сами собой, а гвозди и шурупы выскользнули бы из стен. Кроме того, в условиях отсутствия силы трения любой звук никогда бы не затихал, бесконечно отражаясь эхом от препятствий, ни единой вещи нельзя было бы удержать в руках, не прекратился бы ни один вихрь. Наконец, ни одно физическое тело – от мельчайшей песчинки до огромной каменной глыбы – не смогло бы удержаться на другом: все тела начали бы скользить и катиться до тех пор, пока не оказались бы на одном уровне. Финальной стадией того, что будет, если исчезнет сила трения, станет превращение нашей планеты в шар без единой неровности – такую форму обретает жидкость в невесомости. Итак, теперь мы знаем, что будет, если исчезнет сила трения: совершенно очевидно, что последствия были бы весьма безрадостными для человечества.
0,0(0 оценок)
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota
Оформи подписку
