خيط مهمل الكتلة لا يمتط طوله (L=40cm) نعلق في نهايته كرة صغيرة نعدها مادية كتلتها (m1=100g) والمطلوب:

  • فيزياء

خيط مهمل الكتلة لا يمتط طوله (L=40cm) نعلق في نهايته كرة صغيرة نعدها مادية كتلتها (m1=100g) والمطلوب:

  1. يحرف الخيط عن وضع التوازن بزاوية (θmax) ونترك الكرة بدون سرعة ابتدائية فتكون سرعتها لحظة مرورها بالشاقول (v=2m/s) استنتج قيمة الزاوية (θmax).
  2. استنتج بالرموز علاقة توتر خيط النواس لحظة مروره بوضع الشاقول ثم احسب قيمته.

الأجوبة

نطبق نظرية الطاقة الحركية بين الوضعين:

الأول المطال الزاوي الأعظمي (θ1=θmax):

الثاني المرور بالشاقول (θ2=0):

∆Ek = ∑WF

Ek2 - Ek1 = WW + WT

1/2*m.v2 - 0 = m.g.h + 0

h = l.(1 - cos θmax)

WT = 0                   (لأن حاملها يعامد الانتقال في كل لحظة)

v2 = 2.g.l.(1 - cos θmax)

v2 = 2.g.l - 2.g.l.cos θmax

2.g.l.cos θmax = 2.g.l - v2

cos θmax = (2.g.l - v2) / (2.g.l)

cos θmax = 1 - (v2) / (2.g.l)

cos θmax = 1 - (22) / (2*10*0.4)

cos θmax = 1/2

cos θmax = π/3 rad

استنتاج العلاقة المحددة لشدة قوة توتر الخيط عند المرور بالشاقول:

∑F = m.a

W + T = m.a

بالإسقاط على الناظم:

- W + T = m.ac

T = m.g + m.(v2/l)

T = 0.1*10 + 0.1*(4/0.4) = 2 N

هل كان المحتوى مفيد؟

تبحث عن مدرس اونلاين؟

محتاج مساعدة باختيار المدرس الافضل؟ تواصل مع فريقنا الان لمساعدتك بتأمين افضل مدرس
ماهو التخصص الذي تبحث عنه؟
اكتب هنا...