Question

Шарик массой 0,5 кг, привязанный к нити длиной 50 см, вращается в вертикальной плоскости. Сила натяжения нити в нижней точке окружности равно 45 Н. На какую высоту, отсчитанную от нижней точки окружности, поднимется шарик, если нить перерезать в момент, когда скорость шарика направлена вертикально вверх?

Answer 1

Ответ:0,375метров
надеюсь все видно)

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать законы сохранения энергии. Когда шарик достигнет наивысшей точки своей траектории, всю его кинетическую энергию превратится в потенциальную энергию, и мы можем использовать этот факт для нахождения искомой высоты.

Начнем с записи закона сохранения энергии между двумя точками: нижней точкой окружности (где сила натяжения нити равна 45 Н) и наивысшей точкой, до которой шарик поднимется перед тем, как нить будет перерезана. Пусть высота этой наивысшей точки равна h.

Наивысшая точка: Кинетическая энергия = 0 (скорость равна нулю) Потенциальная энергия = mgh

Нижняя точка: Кинетическая энергия = (1/2)mv^2 (где v - скорость шарика в нижней точке) Потенциальная энергия = 0 (высота равна нулю)

Таким образом, мы можем записать уравнение:

(1/2)mv^2 = mgh

Откуда следует:

v^2 = 2gh

Мы знаем, что в момент перерезания нити скорость направлена вертикально вверх, поэтому v = 0. Подставляя это значение в уравнение, мы получаем:

0 = 2gh

Отсюда следует, что h = 0. Это означает, что шарик не поднимется на какую-либо высоту перед тем, как нить будет перерезана.