ВУЗы и колледжи

помогите пожалуйста с физикой

помогите пожалуйста решить 3 задачи (ответы, написанные в скобках, могут быть неверными): №1 Математический маятник отклоняют до горизонтального положения и отпускают. при каком угле с вертикалью натяжение нити будет равно по величине действующей на маятник силе тяжести? (ответ: 70,5 град.) №2 во сколько раз умениться ускорение груза m1 если нить, удерживающая груз m2, оборвется? m1 = 2 кг, m2 = 3 кг, масса блока, равная m = 1 кг, рассредоточена по ободу. (ответ: 1.25) рисунок такой: на блок накинута нить, на одном конце висят 2 груза, причем m2 расположен на этом конце ниже, чем m1. №3 с какой силой надо прижать тормозную колодку к маховику массой m = 50 кг и радиусом R = 0.25 м, вращающемуся со скоростью w0 = 12 рад/с, чтобы остановить его в течение 10 секунд? коеффициент трения K = 0.5 (ответ: 15 Н)
★♣
★♣ ♣★
342
Роман, задачи решаются так:

1.
Решение:

Раскладываем вектор силы тяжести mg на две сосотавляющих: вдоль нити и по касательной к траектории движения маятника. Нам нужна только составляющая вдоль нити mg•cosα

По второму закону Ньютона:
mg•cosα + Fц = T
Fц = m•aц = m•v2 / s
где: aц - центростремительное ускорение, v2 - квадрат скорости, s - длина нити.

Из закона сохранения:
mgh = m•v2 / 2 отсюда: v2 = 2gh
где: h = s•cosα - высота нахождения маятника от горизонтального положения.
И по условию: T = mg

Тогда второй закон Ньютона:
mg•cosα + m•2g•s•cosα / s = mg

сократим на mg
cosα + 2•cosα = 1
3•cosα = 1
cosα = 1/3
α = arccos(1/3) = 70,5° - ответ.

2.
Дано:
m1 = 2 кг
m2 = 3 кг
m = 1 кг
-------------------------
Найти a1/a2

Решение:

Второй закон Ньютона:

(m1 + m2)•a1 = (m1 + m2)•g - T1
T1•R = J•ε1

где: T1 - натяжение нити в первом случае, R - радуис блока, J - момент инерции блока, ε1 - угловое ускорени блока.
J = m•R2 ε1 = a1/R
тогда: T1•R = m•R2•a1/R отсюда: T1 = m•a1

Подставим T1 в 2-ой з-н Ньютона:
(m1 + m2)•a1 = (m1 + m2)•g - m•a1
Откуда: a1 = (m1 + m2)•g / (m1 + m2 + m)

Аналогично для второго случая:

Второй закон Ньютона:
m1•a2 = m1•g - T2
T2•R = J•ε2 отсюда: T2 = m•a2

m1•a2 = m1•g - m•a2
Тогда: a2 = m1•g / (m1 + m)

Отношение a1/a2 = (m1 + m2)•(m1 + m) / (m1 + m2 + m)•m1

Вычислим: a1/a2 = (2 кг + 3 кг)) •(2 кг + 1 кг) / (2 кг + 3 кг + 1 кг) •2 кг = 5•3 / 6•2 = 15 / 12 = 1,25 - ответ.

3.
Дано:
m = 50 кг
R = 0.25 м
ω0 = 12 рад/с
t = 10 с
k = 0.5
-------------------------
Найти F

Решение:

Fтр•R = J•ε - равенство моментов
Fтр = k•F J = m•R2/2 ε = ω0/t

Тогда:
k•F•R = (m•R2/2)•ω0/t
Отсюда:
F = m•R•ω0 / 2•k•t

Вычислим:
F = 50 кг •0.25 м•12 рад/с / 2•0,5•10 с = 150 / 10 = 15 Н - ответ.

Рисунки сделаете сами, с указанием сил, углов.. .

Пожалуйста!
Людмила Губарькова
Людмила Губарькова
23 515
Лучший ответ