Menu
В неподвижном лифте висит маятник, период колебания которого Т1=1 сек. С каким ускорением движется лифт, если период колебаний этого маятника стал равным Т2=1,1 сек. В каком направлении движется лифт?


Дано:
T1= 1 секунда.

T2=1,1 cекунда.

a=?

_______

Решение:

Из условия видно, что период увеличивается, следовательно лифт должен двигаться с ускорением, направленным вертикально вниз. (Данный факт следует из формул о весе тела, его движении вверх, или вниз с ускорением, так же, можно получить из второго закона Ньютона, расписывая силы, действущие на груз, который подвешен на математическом маятнике). ( длина маятника (l) - величина постоянная).

Запишем формулу периода математического маятника:
\( T=2\pi*\sqrt{\frac{l}{g}} \)

Теперь запишем данную формулу для двух случаев:

\( T1=2\pi*\sqrt{\frac{l}{g}};\\ T2=2\pi*\sqrt{\frac{l}{g-a} \)

Возведем в квадрат и правую и левую часть каждого уравнения:

\( T1^2=4\pi^2*\frac{l}{g};\\ T2^2=4\pi^2*\frac{l}{g-a};\\ \)

Поделим первое уравнение на второе:

\( (\frac{T1}{T2})^2=\frac{\frac{l}{g}}{\frac{l}{g-a}};\\ (\frac{T1}{T2})^2=\frac{l}{g}*\frac{g-a}{l};\\ (\frac{T1}{T2})^2=\frac{g-a}{g};\\ \)

Теперь выведем ускорение (а):

\( T1^2*g=T2^2*g-T2^2*a;\\ T2^2*a=T2^2*g-T1^2*g;\\ a=\frac{T2^2*g-T1^2*g}{T1^2}=\frac{g*(T2^2-T1^2)}{T1^2};\\ \)

Посчитаем сначала периоды:

a=(g*(T2^2-T1^2)/(T1^2)=(g*(1,21-1)/(1,21)=0,17*g;

Подставляем значение ускорения свободного падения, равное, если быть более точным, 9,8 м/с^2.

a=0,17*9,8=1,666 м/с^2. Такое ускорение у лифтра. (если брать g=10м/с^2, то получим а=1,7 м/c^2).

Ответ: а=1,666 м/с^2; (a=1,7 м/с^2). Лифт движется с ускорением, направленным вертикально вниз.


ПОХОЖИЕ ЗАДАНИЯ:
  • Масса лифта с пассажирами равна 1000 кг. Найти, с каким ускорением и в каком направлении движется лифт, если известно, что натяжение троса, поддерживающего лифт, равно: 1) 80...
  • 1. После удара футболиста неподвижный мяч массой 500 г получает скорость 10 м/с. Определите среднюю силу удара, если он длился в течение 0,5 с2. Автомобиль массой 1500кг начи...
  • Частота колебаний маятника в кабине опускающегося вниз с постоянной скоростью лифта равна ν. Найдите частоту колебанй этого маятника в кабине лифта, если он движется равнозам...
  • Груз массой 55 кг находится в лифте, опускающемся вниз с ускорением, модуль которого 2 м/с. Найдите модуль вес груза. Ускорение лифта направлено вниз. Решить, а то с физикой...
  • Поршень площадью 10 см^2 может без трения перемещаться в вертикальном цилиндрическом сосуде, обеспечивая при этом его герметичность. Сосуд с поршнем, заполненный газом, покои...