Частота свободных вертикальных гармонических колебаний пружинного маятника равна 4 гц. какой будет частота колебаний маятника, если увеличить жесткость его пружины в 4 раза?

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Частота колебаний маятника при увеличении жесткости пружины в 4 раза составит 8 Гц. Шаг 1: Определение формулы частоты пружинного маятника Собственная циклическая частота колебаний пружинного маятника ωomega определяется выражением ω=k/momega equals the square root of k / m end-root , где kk — жесткость пружины, а mm — масса груза. Связь между циклической частотой и обычной частотой ff задается формулой: f=12πkmf equals the fraction with numerator 1 and denominator 2 pi end-fraction the square root of k over m end-fraction end-root Шаг 2: Анализ зависимости частоты от жесткости Из формулы видно, что частота колебаний прямо пропорциональна квадратному корню из жесткости пружины при неизменной массе груза: fkf tilde the square root of k end-root Следовательно, при изменении жесткости от k1k sub 1 до k2k sub 2 отношение частот будет равно: f2f1=k2k1the fraction with numerator f sub 2 and denominator f sub 1 end-fraction equals the square root of the fraction with numerator k sub 2 and denominator k sub 1 end-fraction end-root Шаг 3: Расчет нового значения частоты По условию задачи жесткость увеличивается в 4 раза, то есть k2=4k1k sub 2 equals 4 k sub 1. Подставим это соотношение в уравнение: f2f1=4=2the fraction with numerator f sub 2 and denominator f sub 1 end-fraction equals the square root of 4 end-root equals 2 Отсюда находим конечную частоту: f2=2f1=24=8f sub 2 equals 2 center dot f sub 1 equals 2 center dot 4 equals 8Ответ: Частота колебаний маятника составит 8 Гц. Нужно ли вам рассчитать, как изменится период колебаний при аналогичном изменении параметров системы?

Форма ответа

Ваш аватар