2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Математический маятник
Сообщение19.09.2012, 20:40 
Аватара пользователя


20/04/12
250
Математический маятник массой $m$ и длинной $l$ раскачиваю так, что каждый раз, когда маятник проходит положение равновесия, на него в течении короткого промежутка времени $t$ действует сила $F$, направленная параллельно скорости. Через сколько колебаний ($n$) маятник отклонится на $90^o$ ?
Решение:
Найдем полное число колебаний, после которых маятник отклонится на $90^o$.
И закона сохранения энергии: $A_0+A_1+...+A_n\geqslant mgl$, где $A_i$- это работа силы $F$ при i-м толчке. Причем $n$ нужно выбрать минимальным.
$A_i=\frac{F^2t^2}{m}(i+\frac{1}{2}),$
$\frac{F^2t^2}{m}(\frac{1}{2}+(1+\frac{1}{2})+(2+\frac{1}{2})+...+(n+\frac{1}{2}))\geqslant mgl,$
$(n+1)^2\geqslant \frac{2m^2gl}{F^2t^2},$
$n\geqslant \frac{\sqrt{2gl}m}{Ft}-1,$
то есть число полных колебаний равно $n=\left[\frac{\sqrt{2gl}m}{Ft}-1\right]$.
Но в ответе к задаче написано: $n=\frac{\sqrt{2gl}m}{2Ft}$.
Подскажите, где моя ошибка.

 Профиль  
                  
 
 Re: Математический маятник
Сообщение19.09.2012, 20:58 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/09
7068
Как-то вы хитро работу суммируете. Надо суммировать импульсы. Сначала определить, какой импульс нужно придать маятнику, чтобы он отклонился на прямой угол.

 Профиль  
                  
 
 Re: Математический маятник
Сообщение19.09.2012, 21:02 
Экс-модератор
Аватара пользователя


23/12/05
12064
Ну работы тоже можно суммировать - почему нет?


Вы учли, что за одно полное колебание маятник дважды проходит нижнюю точку?

 Профиль  
                  
 
 Re: Математический маятник
Сообщение19.09.2012, 21:24 
Аватара пользователя


20/04/12
250
мат-ламер в сообщении #621179 писал(а):
Как-то вы хитро работу суммируете. Надо суммировать импульсы. Сначала определить, какой импульс нужно придать маятнику, чтобы он отклонился на прямой угол.

А почему работы нельзя суммировать? Каждая $A_i$ работа строго увеличивает кинетическую энергию маятника.
Ах, да! Я вроде поняла почему у меня ответ не совпал!
У предполагала, что сила действует один раз за период, но по условию она действует два раза за период: сначала в одну, а затем в другую сторону. Тогда все сходится.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 4 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group