Шарик массой m висел неподвижно на невесомой нерастяжимой нити длиной l. В результате толчка шарик приобрёл скорость , направленную горизонтально (см. рисунок), и начал совершать колебания в вертикальной плоскости.
Установите соответствие между физическими величинами и формулами, выражающими их в рассматриваемой задаче (g – ускорение свободного падения).
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
максимальная высота подъёма шарика относительно первоначального положения
модуль силы натяжения нити в нижней точке траектории движения шарика
Задание проверяет закон сохранения механической энергии и применение второго закона Ньютона к движению по окружности.
А) В крайнем положении колебаний скорость шарика равна нулю, поэтому mv²/2 = mgh и h = v²/(2g) — формула 2.
Б) В нижней точке центростремительное ускорение направлено вверх, поэтому T − mg = mv²/l.
Следовательно, натяжение нити T = m(g + v²/l) — формула 4; высота выражается в м, сила — в Н.
Ответ: 24.