Сравните значения модулей сил натяжения нити и силы тяжести, действующих на шар, раскачивающийся на нити в точке

• Они равны
• Натяжение нити меньше силы тяжести
• Натяжение нити больше силы тяжести

Другие предметы Университет Динамика модули сил натяжения нити сила тяжести шар на нити физика университета сравнение сил натяжение нити динамика шарика законы физики колебания на нити механика шарика Новый

Чтобы ответить на вопрос о сравнении значений модулей сил натяжения нити и силы тяжести, действующих на шар, раскачивающийся на нити в определенной точке, давайте рассмотрим ситуацию более подробно.

Предположим, что шар находится в нижней точке своего движения (то есть в самой низкой точке траектории). В этой позиции на шар действуют две силы:

• Сила тяжести (Fg), направленная вниз, равная mg, где m - масса шара, g - ускорение свободного падения.
• Сила натяжения нити (T), направленная вверх, которая поддерживает шар и позволяет ему двигаться по круговой траектории.

В нижней точке траектории, шар движется с максимальной скоростью, и поэтому на него действует центростремительное ускорение, направленное к центру окружности. Для того чтобы поддерживать это движение, сила натяжения нити должна компенсировать силу тяжести и обеспечить необходимую центростремительную силу.

Запишем уравнение для сил в нижней точке:

T - Fg = ma_c

где a_c - центростремительное ускорение, равное v^2/r, где v - скорость шара, r - радиус нити.

Подставляя силу тяжести, получаем:

T - mg = mv^2/r

Отсюда можно выразить силу натяжения:

T = mg + mv^2/r

Из этого уравнения видно, что натяжение нити (T) всегда больше силы тяжести (Fg) в нижней точке, так как в нем присутствует дополнительный член mv^2/r, который отвечает за центростремительное ускорение. Таким образом, мы можем сделать вывод:

Натяжение нити больше силы тяжести.