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:
на проволоку действуют 2 силы: сила тяжести и сила поверхностного натяжения. эти силы направлены вниз. они обе (их равнодействующая) удерживают проволоку. чтобы оторвать проволоку, надо приложить силу, которая направлена вверх и равна по значению этим двум силам (их равнодействующей).
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)
F(сила отрыва) = 7,1 × 10^(-3) Н
Объяснение:
дано:
l = 3 см
m = 0,5 г
вода
найти:
F(сила отрыва)
на проволоку действуют 2 силы: сила тяжести и сила поверхностного натяжения. эти силы направлены вниз. они обе (их равнодействующая) удерживают проволоку. чтобы оторвать проволоку, надо приложить силу, которая направлена вверх и равна по значению этим двум силам (их равнодействующей).
вектор F(сила тяжести) + вектор F(сила поверхностного натяжения) = вектор F(сила отрыва)
силы действуют по одной прямой:
F(сила отрыва) = F(сила тяжести) + F(сила поверхностного натяжения)
F(сила тяжести) = m × g
g - ускорение свободного падения,
g = 9,8 м/с^2
F(сила поверхностного натяжения) = сигма × l
сигма - коэффициент поверхностного натяжения,
сигма = 73 × 10^(-3) Н/м
общая формула:
F(сила отрыва) = m × g + сигма × l
1 см = 10^(-2) м
3 см = 3 × 10^(-2) м
1 г = 10^(-3) кг
0,5 г = 0,5 × 10^(-3) кг
F(сила отрыва) = 0,5 × 10^(-3) × 9,8 + 73 × 10^(-3) × 3 × 10^(-2) = 4,9 × 10^(-3) + 2,2 × 10^(-3) = 7,1 × 10^(-3) Н
проверим размерности:
кг × м/с^2 + Н/м × м = Н