Решение задач из Савченко О.Я.

Условие:

\(3.1.16.\)
Определите, в каких пределах меняется сила натяжения нити математического маятника, амплитуда колебаний которого $x_0$ много меньше длины нити $l$, если масса маятника $m$.


Решение:

$T_{min}=mgcos\varphi\approx mg(1-\frac{\varphi^2}{2})$$=\fbox{$mg(1-\frac{x_0^2}{2l^2})$}$

$ma=T_{max}-mg\Rightarrow T_{max}$$=m(\frac{\upsilon^2}{l}+g)$

$mgl(1-cos\varphi)$$=\frac{m\upsilon^2}{2}$ - ЗСЭ

$\upsilon^2=2gl(1-cos\varphi)\approx gl\varphi^2$$=\frac{gx_0^2}{l}$

Подставим данное выражение для скорости в выражение для $T_{max}$:

$\fbox{$T_{max}$$=mg(1+\frac{x_0^2}{l^2})$}$

Ответ: $mg(1-\frac{x_0^2}{2l^2}) $< T $< mg(1+\frac{x_0^2}{l^2})$

↑ наверх