Коливання різних тіл розрізняються періодом, частотою, амплітудою. Але, наприклад, у коливаннях іграшки, підвішеної на гілці новорічної ялинки, й коливаннях маятника годинника, вантажу на гаку крана й рибки, яку ви спіймали на вудку, можна помітити певні спільні особливості. По-перше, усі вони мають підвіс, на кінці якого знаходиться тіло більшої маси, ніж сам підвіс. По-друге, при відхиленні від стану рівноваги вони починають коливатися. Системи, які мають як підвіс масивне тіло і можуть здійснювати коливання, називають маятниками. Щоб маятник почав коливатися, його необхідно вивести зі стану рівноваги – відхилити вбік і відпустити. Коливання маятника були б неможливі, якби не було сили земного тяжіння. Тому Земля є невід’ємною складовою частиною коливальної системи, яку ми називаємо маятником.
Работа равна произведению прилагаемой силы на путь (2м). Здесь прилагаемая сила - это сила реакции опоры (N). Направлена перпендикуляром против поверхности, на которой стоит тело. Для того чтобы найти эту силу, нам понадобиться найти все остальные силы, действующие на это тело. Равнодействующая всех сил F=m*a, сила трения Fтр=k*N, сила тяжести Fт=m*g, где k - это коэффициент трения, m - масса, а - ускорение, g - ускорение свободного падения. Но всё это у нас в векторном виде. Естественно, равнодействующая всех сил равна сумме всех остальных сил:
m*a=Fтр+Fт+N. Чтобы избавиться от векторов, опустим всё на ось у (на рис. видны углы): m*a*sin30=-Fтр*cos60-Fт+N*cos30=-N*k*cos60-m*g+N*cos30. Сила трения и сила тяжести с минусом, потому что направлены в противоположную сторону. Почему домножаем на sin и cos: на рисунке видно, что угол между N и осью у равен 30гр. Если из конца вектора N провести перпендикуляр на ось у, то получится прямоугольный треугольник. Нам нужно найти катет, лежащий на этой оси. По определению, косинус равен отношению прилежащей стороны к гипотенузе. Гипотенуза - это N. Соответственно, выражая прилежащий катет, получаем N*cos30. Также поступаем и с другими векторами (ещё поясню про sin30 - угол между вектором равнодействующей силы и осью у равен 60гр, значит нужно домножать на cos60, а по формуле привидения cos60=sin(90-60)=sin30).
Дальше выражаем N:
N*cos30-N*k*cos60=m*a*sin30+m*g
N=m*(a*sin30+g)/(cos30-k*cos60)
N=100*(1*0.5+10)/(/2-0.1*0.5)
N1286.7H
Находим работу: A=F*s=1286.7*2=2573.4Дж
КПД - отношение работы полезной к работе совершённой. Сейчас мы нашли работу совершённую, так как мы здесь учитывали все силы, действующие на тело. Работа полезная равна произведению силы тяжести на путь, так как под работой полезной понимают работу, которая требуется, только для того чтобы поднять груз (в смылсле, не учитывая силу трения и т.п.). Aп=Fт*s=m*g*s=100*10*2=2000Дж
n(КПД)=Aп/Ас*100%=2000Дж/2573.4Дж*100%77.7%.
ответ: 77.7%
