Zadanie 10.4.12: Wyznaczanie przyspieszenia windy z okresów drgań wahadła
- Punkty
- 4 pkt
- Dział
- Ruch drgający · Wahadło matematyczne
- Trudność
- Poziom trudności: trudne
Treść zadania
W szybie windowym wieżowca prowadzono pomiary z wykorzystaniem wahadła matematycznego zawieszonego pod sufitem kabiny. Podczas jazdy windy w górę ruchem jednostajnie przyspieszonym z przyspieszeniem o wartości , zmierzony okres drgań wahadła wynosił . Podczas zbliżania się do najwyższego piętra winda nadal jechała w górę, lecz hamowała ruchem jednostajnie opóźnionym z opóźnieniem o tej samej wartości — wówczas okres drgań wynosił .
Przyjmij przyspieszenie ziemskie oraz . Pomiń opory ruchu i masę nici.
a) Wyprowadź wzory na efektywne przyspieszenie grawitacyjne w obu fazach ruchu windy oraz wykaż, że iloraz kwadratów okresów spełnia zależność .
b) Wyprowadź wzór ogólny na wartość przyspieszenia windy w zależności od , oraz , a następnie oblicz jego wartość liczbową.
c) Oblicz długość nici tego wahadła.
Odpowiedź i wynik końcowy
a) W fazie przyspieszania w górę: ; w fazie hamowania przy jeździe w górę: ; stąd .
b) Wzór ogólny: ; wartość liczbowa: .
c) Długość nici wahadła: .
a: a) W fazie przyspieszania w górę: ; w fazie hamowania przy jeździe w górę: ; stąd .
b: b) Wzór ogólny: ; wartość liczbowa: .
c: c) Długość nici wahadła: .