Иінтіректің иіндерінің қалпын сақтау үшін 15см және 60см аралығында тепе-теңдік болуы керек. Иінтіректі әрекет етуші

Тема: Сохранение энергии в маятнике

Инструкция: Мы рассмотрим задачу по сохранению энергии в маятнике. Когда маятник движется между крайними точками, его полная механическая энергия остается постоянной. В данной задаче даны длины маятника - 15 см и 60 см. Мы должны определить силу, необходимую для сохранения маятника в теплом состоянии.

Используем формулу сохранения энергии:

потенциальная энергия + кинетическая энергия = постоянная

Мы знаем, что потенциальная энергия маятника связана с его высотой над нижней точкой его движения. Кинетическая энергия связана с его скоростью движения. При максимальной высоте потенциальная энергия достигает максимального значения, а кинетическая энергия равна нулю. А при нижней точке наоборот - потенциальная энергия равна нулю, а кинетическая энергия максимальна.

Поэтому можем записать:

максимальная потенциальная энергия = максимальная кинетическая энергия

Используя формулы для кинетической энергии (H), потенциальной энергии (P) и массы (m) маятника:

H = (1/2) * m * v^2

P = m * g * h

где v - скорость маятника, m - его масса, g - ускорение свободного падения, h - высота маятника над нижней точкой.

Получаем уравнение:

(1/2) * m * v^2 = m * g * h

Далее, мы знаем, что скорость маятника находится на расстоянии 60 см от нижней точки движения, значит, его высота над нижней точкой равна 60 см.

Теперь можем подставить известные значения и решить уравнение.

Пример использования:
Задача: Интересующий нас маятник имеет длину 15 см и 60 см. Определите необходимую силу, чтобы сохранить маятник в движении с помощью силы 1,5 H.

Обращаем внимание, что в формуле ускорения свободного падения g примерно равна 9,8 м/с².

Совет: Для лучшего понимания материала рекомендуется ознакомиться с понятием сохранения энергии и формулами, используемыми в задаче. Также полезно провести эксперименты с реальными маятниками, чтобы наглядно увидеть, как энергия сохраняется.

Дополнительное задание: При какой длине маятника энергия сохранится при силе 2 H?