Уточнение деталей вопроса
Шарик массой 500 г, подвешенный на нерастяжимой нити длиной 1 м, совершает колебания в вертикальной плоскости. Найти силу натяжения нити в момент, когда она образует с вертикалью угол 60°. Скорость шарика в этот момент 1,5 м/с.
Ответ на вопрос
Для решения данной задачи необходимо использовать законы динамики и законы колебаний. При движении шарика по окружности его скорость постоянна, а ускорение направлено к центру окружности и равно v^2/R, где v — скорость, R — радиус окружности. В данном случае, радиус окружности равен длине нити, то есть 1 метру. Следовательно, ускорение шарика равно 1,5^2/1 = 2,25 м/с^2.
Сила натяжения нити равна силе тяжести, направленной вниз, плюс центростремительной силе, направленной к центру окружности. Угол между нитью и вертикалью равен 60 градусам, следовательно, сила тяжести равна 0,5*9,81*cos(60) = 2,45 Н.
Центростремительная сила равна массе шарика, умноженной на ускорение, то есть 0,5*2,25 = 1,125 Н.
Итак, сила натяжения нити равна сумме сил тяжести и центростремительной силы: 2,45 + 1,125 = 3,575 Н.
Таким образом, сила натяжения нити в момент, когда она образует с вертикалью угол 60° и скорость шарика равна 1,5 м/с, равна 3,575 Н.