Гиря массой 4 кг подвешена на стальной пружине ,совершает свободные колебания с периодом 2 с. с каким периодом будет совершать свободные колебания гиря массой 1кг, подвешенная на этой пружине

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Гиря массой 1 кг будет совершать свободные колебания с периодом 1 с. Шаг 1: Определение формулы периода колебаний Для пружинного маятника период свободных колебаний Tcap T определяется массой груза mm и жесткостью пружины kk согласно формуле: T=2πmkcap T equals 2 pi the square root of m over k end-fraction end-root Шаг 2: Анализ зависимости периода от массы Поскольку в обоих случаях используется одна и та же пружина, ее жесткость kk остается неизменной. Это позволяет выразить отношение периодов через отношение масс гирь: T1T2=2πm1k2πm2k=m1m2the fraction with numerator cap T sub 1 and denominator cap T sub 2 end-fraction equals the fraction with numerator 2 pi the square root of the fraction with numerator m sub 1 and denominator k end-fraction end-root and denominator 2 pi the square root of the fraction with numerator m sub 2 and denominator k end-fraction end-root end-fraction equals the square root of the fraction with numerator m sub 1 and denominator m sub 2 end-fraction end-root Из этой пропорции следует, что искомый период T2cap T sub 2 равен: T2=T1m2m1cap T sub 2 equals cap T sub 1 center dot the square root of the fraction with numerator m sub 2 and denominator m sub 1 end-fraction end-root Шаг 3: Расчет итогового значения Подставим известные значения в полученную формулу: m1=4m sub 1 equals 4 кг, T1=2cap T sub 1 equals 2 с, m2=1m sub 2 equals 1 кг. T2=214=212=1cap T sub 2 equals 2 center dot the square root of one-fourth end-root equals 2 center dot one-half equals 1 Таким образом, при уменьшении массы в 4 раза период колебаний уменьшается в 4=2the square root of 4 end-root equals 2 раза. Ответ: Период колебаний составит 1 с. Хотите узнать, как изменится энергия колебаний системы при такой смене массы, если амплитуда останется прежней?

Форма ответа

Ваш аватар