Груз подвешенный на нити движется по окружности (6 видео)

№ 302. Груз, подвешенный на нити длиной l = 60 см, двигаясь равномерно, описывает в горизонтальной плоскости окружность. С какой скоростью v движется груз, если во время его движения нить образует с вертикалью постоянный угол α = 30°?

Дано: l = 60 см = 0,6 м; α = 30°.

Решебник по физике за 10, 11 класс (А.П. Рымкевич, 2001 год),
задача №302
к главе «МЕХАНИКА. ГЛАВА II. ОСНОВЫ ДИНАМИКИ. Движение по окружности».

Выделите её мышкой и нажмите CTRL + ENTER

Большое спасибо всем, кто помогает делать сайт лучше! =)

Нажмите на значок глаза возле рекламного блока, и блоки станут менее заметны. Работает до перезагрузки страницы.

Содержание

Груз, подвешенный на нити длиной 5 м, равномерно движется по окружности
Условие задачи:
Решение задачи:
Ответ: 3,14 с.
Решебник по физике за 9 класс Кикоин: решения задач, самое важное и лабораторные работы
📸 Видео

Видео:Физика Груз, подвешенный на нити длиной 60 см, двигается равномерно, описывает в горизонтальнойСкачать

Груз, подвешенный на нити длиной 5 м, равномерно движется по окружности

Видео:Заряженный шарик массой 2 г подвешен на нити длиной 1 м и движется по окружности в горизонтальной плСкачать

Условие задачи:

Груз, подвешенный на нити длиной 5 м, равномерно движется по окружности в горизонтальной плоскости. Найти период вращения груза, если при его движении нить отклонена от вертикали на угол 60°.

Задача №2.4.18 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Видео:Физика - движение по окружностиСкачать

Решение задачи:

На схеме покажем груз, подвешенный на нити и движущийся по окружности некого радиуса (R) в горизонтальной плоскости так, что нить составляет с вертикалью угол (alpha). На груз действуют две силы: сила тяжести (mg) и сила натяжения нити (T_н). Так как груз не движется вдоль оси (y), то запишем первый закон Ньютона в проекции на эту ось:

Поскольку груз описывается окружность, то второй закон Ньютона в проекции на ось (y) запишется так:

Понятно, что искомый период (T) содержится в ускорении (a_ц). Поэтому запишем две формулы: формулу определения центростремительного ускорения через угловую скорость (omega) и формулу связи последней с периодом вращения.

Подставив нижнее выражение в верхнюю формулу, получим:

С учетом последнего, равенство (2) примет вид:

Полученное поделим на равенство (1), тогда:

На схеме прекрасно видно, что имеет место такое равенство:

[R = l cdot sin alpha ]

Осталось последнее действие – посчитать ответ.

Видео:Физика Груз, подвешенный на нити длиной 1 м, раскачивается. Каков вес груза в нижней точке егоСкачать

Ответ: 3,14 с.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Видео:№ 301-400 - Физика 10-11 класс РымкевичСкачать

Решебник по физике за 9 класс Кикоин: решения задач, самое важное и лабораторные работы

Лабораторная работа № 5 «Изучение движения тела по окружности под действием сил упругости и тяжести».

Цель работы: убедиться в том, что при движении тела по окружности под действием нескольких сил их равнодействующая равна произведению массы тела на ускорение: F= ma. Для этого используется конический маятник (рис. 178, а).

На прикрепленное к нити тело (им в работе является груз из

набора по механике) действуют сила тяжести F₁ и сила упругости F₂. Их равнодействующая равна

Сила F и сообщает грузу центростремительное ускорение

(r — радиус окружности, по которой движется груз, Т — период его обращения) .

Для нахождения периода удобно измерить время t определенного числа N оборотов. Тогда Т =

Модуль равнодействующей F сил F₁ и F₂ можно измерить, скомпенсировав ее силой упругости F_упр пружины динамометра так, как это показано на рисунке 178, б.

Согласно второму закону Ньютона,

При подстановке в

это равенство полученных в опыте значений F_ynp, m и а может оказаться, что левая часть этого равенства отличается от единицы. Это и позволяет оценить погрешность эксперимента.

Средства измерения: 1) линейка с миллиметровыми делениями; 2) часы с секундной стрелкой; 3) динамометр.

Материалы: 1) штатив с муфтой и кольцом; 2) прочная нить; 3) лист бумаги с начерченной окружностью радиусом 15 см; 4) груз из набора по механике.

Порядок выполнения работы

1. Нить длиной около 45 см привяжите к грузу и подвесьте к кольцу штатива.

2. Одному из учащихся взяться двумя пальцами за нить у точки подвеса и привести во вращение маятник.

3. Второму учащемуся измерить лентой радиус r окружности, по которой движется груз. (Окружность можно начертить заранее на бумаге и по этой окружности привести в движение маятник.)

4. Определите период Т обращения маятника при помощи, часов с секундной стрелкой.

Для этого учащийся, вращающий маятник, в такт с его оборотами произносит вслух: нуль, нуль и т. д. Второй учащийся с часами в руках, уловив по секундной стрелке удобный момент для начала отсчета, произносит: «нуль», после чего первый вслух считает число оборотов. Отсчитав 30—40 оборотов, фиксирует промежуток времени t. Опыт повторяют пять раз.

5. Рассчитайте среднее значение ускорения по формуле (1), учитывая, что с относительной погрешностью не более 0,015 можно считать π 2 = 10.

6. Измерьте модуль равнодействующей F, уравновесив ее силой упругости пружины динамометра (см. рис. 178, б).

7. Результаты измерений занесите в таблицу:

Номер

опыта

t, с

t_ср,с

m, кг

м/с 2

F_упр,

8. Сравните отношение

с единицей и сделайте вывод о погрешности экспериментальной проверки того, что центростремительное ускорение сообщает телу векторная сумма действующих на него сил.

Груз из набора по механике, подвешенный на закрепленную в верхней точке нить, движется в горизонтальной плоскости по окружности радиуса r под действием двух сил:

и силы упругости N.

Равнодействующая этих двух сил F направлена горизонтально к центру окружности и сообщает грузу центростремительное ускорение.

Т — период обращения груза по окружности. Его можно вычислить подсчитав время, за которое груз совершает некоторое число полных оборотов

Центростремительное ускорение рассчитаем по формуле

Теперь, если взять динамометр и прикрепить его к грузу, как показано на рисунке, можно определить силу F (равнодействующую сил mg и N.

Если груз отклонен от вертикали на расстояние г, как и при движении по окружности, то сила F равна той силе, которая вызывала движение груза по окружности. Мы получаем возможность сравнить значение силы F , полученное путем прямого измерения и силы ma, рассчитанной по результатам косвенных измерений и

с единицей. Для того, чтобы радиус окружности, по которой движется груз, изменялся вследствие влияния сопротивления воздуха медленнее и изменение это незначительно влияло на измерения, следует выбирать его небольшим (порядок 0,05

№ опыта

t, с

t_ср, с

m, кг

r, м

а, м/с 2

F, H

Оценка погрешностей. Точность измерения: линейка —

Подсчитаем погрешность определения периода (если считать, что число n определено точно):

Погрешность определения ускорения подсчитаем как:

Погрешность определения ma

С другой стороны, силу F мы измерили со следующей погрешностью:

Такая погрешность измерения, конечно, очень велика. Измерения с такими погрешностями годны только для приблизительных оценок. Отсюда видно, что отклонение отношение