pro základní a střední školy
Sbírka úloh z fyziky
Sbírka úloh z fyziky
pro základní a střední školy
tíhové zrychlení ... g = 10 ms-2
měrná tepelná kapacita vody ... c = 4 200 J/(kg∙°C)
Faradayova konstanta ... F = 9,65·104 C·mol-1
permitivita vakua ... ε0 = 8,85·10-12C2·N-1·m-2
rychlost světla ve vakuu ... c = 3·108 m·s-1
elementární elektrický náboj ... e = 1,6·10-19 C
Planckova konstanta ... 6,63·10-34 J·s
hmotnost elektronu ... me = 9,1·10-31 kg
Stefanova-Boltzmannova konstanta ... σ = 5,67 ∙ 10-8 W∙m-2∙K-4

Mechanické kmitání a vlnění

Na dětské houpačce se houpe chlapec o hmotnosti 20 kg. Houpačku vychýlíme o úhel 40°. Těžiště chlapce opisuje kružnici o poloměru 2 m. Jak velkou silou jsou napínána lana houpačky v okamžiku průchodu rovnovážnou polohou? Hmotnost houpačky zanedbejte.

Řešení:

r = 2 m , m = 20 kg , α = 40° , g = 10 m∙s -2 , F = ? N

Během průchodu rovnovážnou polohou působí na lana tíhová a odstředivá síla.

Polohová energie, kterou má chlapec po vychýlení, se rovná pohybové energii při průchodu rovnovážnou polohou.

Z pravoúhlého trojúhelníku pomocí funkce cosinus vypočítáme h

Nyní vyjádříme v2 a dosadíme do vztahu pro sílu

Odpověď:

Lana houpačky jsou napínána silou 293,6 N.