Дано:
m = 40 г = 0.04 кг
l = 50 см = 0.5 м
а) Найдем минимально возможное ускорение шарика в верхней точке.
Нет никаких сил, направленных вверх, кроме силы натяжения T.
Поэтому сумма всех сил равна F_сум = T = m * g
a = F_сум / m = T / m = g ≈ 9.8 м/с^2
б) Найдем минимально возможную скорость шарика в нижней точке.
В нижней точке сила натяжения T направлена вниз.
Сумма всех сил F_сум = T - m * g
a = F_сум / m = (T - m * g) / m
a = T / m - g = g - g = 0
Таким образом, шарик в нижней точке движется без ускорения, то есть его скорость минимальна и равна 0.
в) Найдем силу натяжения нити в момент, когда она горизонтальна.
На шарик действуют две силы: сила натяжения нити T и сила тяжести m * g.
Сумма всех сил равна 0, так как шарик движется по окружности с постоянной скоростью.
F_сум = T - m * g = 0
T = m * g
T = 0.04 кг * 9.8 м/с^2 = 0.392 Н
Итак,
а) Минимально возможное ускорение шарика в верхней точке: a = 9.8 м/с^2
б) Минимально возможная скорость шарика в нижней точке: 0
в) Сила натяжения нити в момент, когда она горизонтальна: T = 0.392 Н