№26027

Экзамены с этой задачей:

Предмет и тема: Физика, Механика, Механические колебания и волны, колебательные механические системы,

Задача в следующих классах: 10 класс 11 класс

Сложность задачи : 2

Задача встречается в следующей книге: Генденштейн, Кошкина Физика задачник базовый и углубленный уровни, 11 класс

Условие

В кабине лифта, находящегося на верхнем этаже небоскрёба, проводится эксперимент. Подвешенный на нити шарик совершает малые колебания. Нить привязана к гвоздю, вбитому в стену кабины. Трос лифта обрывается, и лифт начинает падать. Опишите движение шарика относительно лифта на протяжении всего падения. Учтите при этом, что на лифт действует сила сопротивления воздуха, зависящая от скорости падения.

Ответ

NaN

Решение № 26018:

В начале падения сопротивлением воздуха можно пренебречь (лифт падает свободно), поэтому в лифте возникает невесомость. Это равносильно «выключению» силы тяжести, а вместе с ней — и силы, возвращающей маятник к положению равновесия. Значит, скорость маятника будет оставаться постоянной по модулю. В частности, если в начальный момент маятник находился в крайнем положении, он так и застынет в этом положении; если же в начальный момент маятник двигался, он будет равномерно двигаться по окружности (мы предполагаем, что маятник не ударяется о потолок и стены). При дальнейшем падении начнёт сказываться сопротивление воздуха: ускорение лифта будет уменьшаться. Это приведёт к постепенному «включению» силы тяжести: маятник снова начнёт совершать колебания, частота которых будет увеличиваться. Через некоторое время (если высота небоскрёба достаточно велика) движение лифта станет равномерным. Если колебания маятника останутся малыми, он будет колебаться с той же частотой, что и в покоящемся лифте.