Введем систему координат так: ось у (вертикальную) направим вниз, а горизонтальную ось х направим влево. Рассмотрим второй груз:
В проекции на у запишем второй з. Ньютона: 
, где 
— сила натяжения нити. Такая же сила натяжения будет действовать и на первый груз (нить нерастяжима). Теперь перейдем в систему отсчета, связанную с тележкой. Формально мы можем описывать движение груза тем же вторым законом Ньютона, но придется учитывать силу инерции, равную 
. На первый груз действует сила реакции опоры, сила натяжения нити и сила трения покоя (+сила инерции). Запишем в проекции на х: 
; В нашем уравнении равновесие будет сохранятся, если правая часть неположительна. Случай "=0" соответствует максимальному значению ускорения. Найдем его: 
; В этом граничном случае 
, 
;
Получаем: 
;
ответ: 6 м/с^2
Объяснение:
1. Напротив следующих колебательных процессов пометьте, являются ли они свободными (С), вынужденными (В), автоколебаниями (А).
а) Колебания струны скрипки во время движения по ней смычком (В)
б) работа отбойного молотка в руках рабочего (А)
в) трепыхание крыльев колибри (В)
г) качание маятника после толчка (С)
д) вибрация руля в процессе движения автомобиля (А)
е) вибрация вазы после удара по ней ложкой (С)
2. Частота пружинного маятника равна 2 Гц. За 40 секунд маятник проходит путь равный 3,2м. Определить амплитуду колебаний маятника.
Дано:
v = 2 Гц
t = 40 с
S = 3,2 м
A - ?
Период колебаний:
T = 1/v = 1/2 = 0,5 с
Но:
T = t/N, отсюда число полных периодов:
N = t/T = 40/0,5 = 80
За один период маятник проходит путь:
S₁ = S/N = 3,2 / 80 = 0,04 м или 4 см
Амплитуда:
A = S₁/4 = 4 / 4 = 1 см
3. Период колебаний маятника равна 4,95 с. Его скорость в момент прохождения точки равновесия равна 4 м/с.
Дано:
T = 4,95 c
V = 4 м/с
H - ?
α = ?
1)
Длина нити маятника из формулы:
T = 2π·√ (L/g)
T² = 4·π²·L/g
L = g·T² / (4·π²) = 9,8·4,95² / (4·3,14²) ≈ 6 м
По закону сохранения энергии:
m·V² / 2 = m·g·Н
Н = V²/g = 4² / 9,8 ≈ 1,6 м
Угол отклонения:
cos α = (L - H)/H = (6 - 1,6)/6 ≈ 0,733
α = 43°
4. Амплитуда колебаний крыльев шмеля равна 2 мм, а частота 50 Гц. Определить, какой путь пройдет кончик крылышка шмеля за 15 секунд?
Дано:
A = 2 мм
v = 50 Гц
t = 15 с
S - ?
Число колебаний:
N = t·v = 15·50 = 750
Путь:
S = 4·A·N = 4·2·750 = 6 000 мм или 6 м
5.
Все формулы тебе теперь знакомы. С этой задачей, надеюсь, справишься...
