Question

равнодействующая каких сил играет роль возвращающейся силы при колебании груза ,подвешенного :а)на нити ;б)на пружине ?

Answer 1

Когда груз подвешен на нити или пружине и отклонен от положения равновесия, воздействуют две основные силы: сила тяжести (гравитационная сила) и возвращающая сила. Давайте рассмотрим оба случая подробно:

а) На нити:

1. Сила тяжести (Fг): - Эта сила направлена вниз и вызвана массой груза. Ее величина равна произведению массы груза (m) на ускорение свободного падения (g), что можно записать как \(Fг = mg\).

2. Возвращающая сила (T): - На нити действует напряжение (или тяжение), которое стремится вернуть груз к положению равновесия. Эта сила направлена вдоль нити и противоположна силе тяжести.

3. Уравнение равновесия: - В равновесии сила тяжести равна возвращающей силе: \(T = mg\).

б) На пружине:

1. Сила тяжести (Fг): - Та же сила, что и в предыдущем случае, направлена вниз и равна \(Fг = mg\).

2. Возвращающая сила (Fп): - Пружина создает возвращающую силу, пропорциональную величине деформации пружины. Закон Гука описывает эту зависимость: \(Fп = -kx\), где \(k\) - коэффициент упругости пружины, \(x\) - величина деформации (сжатия или растяжения) пружины от положения равновесия.

3. Уравнение равновесия: - В равновесии сумма сил равна нулю: \(Fг + Fп = 0\), что приводит к уравнению \(mg - kx = 0\).

Таким образом, в обоих случаях возвращающая сила стремится вернуть систему к положению равновесия, противопоставляясь силе тяжести. Величина возвращающей силы зависит от характеристик системы (длины нити, коэффициента упругости пружины) и величины отклонения от равновесия.