Question

Здравствуйте!!!! Помогите пожалуйста решить задачу по физике!!! период колебания математичческого маятника Т=2с.Какова будет потенциальная энергия груза, если нить маятника отклонить на 60 градусов от вертикали? м=0,01 кг.

Answer 1

Пусть условно нулевой уровень потенциальной энергии находится в нижнем положении маятника..

Если нить маятника отклонить на 60° от вертикали, то груз поднимется на высоту:

h = L(1 - cosφ) = L(1 - cos60°) = L(1 - 0.5) = = 0.5L

Потенциальная энергия груза в этом положении будет равна

Eп = mgh = 0.5mgL

Масса груза известна m = 0.01кг, ускорение свободного падения примем

g = 10м/с². Осталось найти длину нити L.

Из известной формулы для периода математического маятника:

T = 2π·√(L/g) получим L

T² = 4π²·L/g

L = T²·g/(4π²)

Подставим полученное выражение в формулу для потенциальной энергии:

Eп = 0.5mg·T²·g/(4π²)

Eп = 0.125mg²T²/π²

Eп = 0.125·0,01·100·4/π² = 1/(2π²) ≈ 0,05(Дж)

Ответ: 0,05Дж

Answer 2

Период колебаний математического маятника Т=2п√L/g = 2c, отсюда

длина нити  L = T²g/4π² = 4*10/4π² = 10/π² м

Потенциальная энергия Р = mgΔh. Из треугольника h = L*cos60 = L/2 

Δh = L - h = L/2 = 5/π² м, P = 0,01*10*5/π² = 0.5/π² Дж