Ускорение маятника в нижней точке кругового движения равно 0=0=0?

Рисунок неправильный. Если бы силы, действующие на маятниковый груз, были уравновешены, результирующая сила на маятниковый груз отсутствовала бы, а направление его движения в нижней части дуги было бы тангенциальным к окружности (например, горизонтальным).

«Центростремительная сила» — это общий термин для некоторой силы, вызывающей круговое движение. В этом случае центростремительная сила возникает из-за натяжения струны. Это означает, что буква «Т» должна быть показана на чертеже для обозначения натяжения струны, но центростремительная сила НЕ должна быть показана на чертеже. Естественно, это приводит к следующему уравнению, когда маятниковый груз находится в нижней части дуги:

$T = \frac{mv^2}{r} + mg$

это означает, что максимальная сила, действующая на струну, возникает, когда маятник находится в нижней части дуги, и эта сила направлена ​​к центру круга, через который качается маятник.

В рамке поплавка ускорение поплавка в его нижней точке равно нулю.

Итак, на раму боба действует сила, действующая за счет натяжения струны, величина которой превышает$mg$что в лабораторной системе координат объясняет, почему боб испытывает центростремительное ускорение.$T (= mg + F') -mg = \frac{mv^2}{r} \Rightarrow F' = \frac{mv^2}{r}$.

В кадре груз не ускоряется, поэтому, если нужно использовать законы Ньютона, на груз не должно действовать результирующая сила.

Чтобы сделать результирующую силу нулевой, чтобы законы движения Ньютона работали в ускоренной системе отсчета боба, добавляется дополнительная (псевдо/фиктивная) сила, которая в такого рода примерах называется центробежной силой, которая имеет ту же величину, что и сила вызывает центростремительное ускорение в лабораторной системе отсчета, но имеет противоположное направление. Вместо того, чтобы называть эту фиктивную (центробежную) силу$F'$на схеме он обозначен$\frac{mv^2}{r}$.

По отношению к земле (которая представляет собой идеализированную инерциальную систему отсчета) маятник ускоряется по направлению к центру (шарниру). Всякий раз, когда частица находится в круговом движении (может быть или не быть равномерным), говорят, что она ускоряется по направлению к центру движения (наряду с некоторым тангенциальным ускорением при неравномерном круговом движении). Это происходит потому, что в каждое последующее мгновение (бесконечно малый период времени) частица меняет направление. В противном случае он не будет двигаться по кругу. А так как движение маятника есть неравномерное круговое движение, то в каждой точке своего пути он ускоряется.

Это ускорение обеспечивается натяжением струны, т.е. оно не только уравновешивает вес боба, но и обеспечивает центростремительное ускорение. Это дополнительное натяжение возникает, когда Боб пытается растянуть струну, но в идеальных случаях мы предполагаем, что струна нерастяжима. Даже в практической ситуации даже небольшое растяжение может вызвать сильное натяжение многих струн из-за их эластичных свойств.

Однако можно сказать, что тангенциальное ускорение грузика равно нулю в самой нижней точке, так как на него не действуют силы в направлении, касательном к движению в этой точке.

Но если вы посмотрите на груз относительно самого себя , он будет покоиться в каждой точке своего движения. Просто попробуйте побегать, наблюдая за своей рукой (держите ее неподвижной по отношению к себе), вы почувствуете, что она не движется, хотя на самом деле она движется относительно вашего пола или земли (в зависимости от того, где вы находитесь). Это потому, что ваша рука движется вместе с вами.

Точно так же, если вы посмотрите на боб относительно самого себя, он будет казаться покоящимся (он покоится относительно самого себя).

ПРИМЕЧАНИЕ . Я считаю, что боб — это технический термин для массы, подвешенной в простом маятнике (тот, который вы описали). Вот почему я использовал его в своем ответе.

Надеюсь, это ответит на ваш вопрос.