Период колебаний потенциальной энергии пружинного маятника 1с. каким будет период ее колебаний, если массу груза маятника увеличить в 2 раза, а жесткость пружины вдвое уменьшить? варианты: 1)6с 2)2с 3)8с 4)4с

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Период колебаний потенциальной энергии маятника составит . Шаг 1: Определение связи периодов Период колебаний потенциальной энергии Twcap T sub w пружинного маятника связан с периодом механических колебаний груза Tcap T соотношением Tw=T2cap T sub w equals the fraction with numerator cap T and denominator 2 end-fraction . Поскольку период колебаний груза определяется формулой T=2πmkcap T equals 2 pi the square root of m over k end-fraction end-root , формула для периода колебаний энергии имеет вид: Tw=πmkcap T sub w equals pi the square root of m over k end-fraction end-root Здесь mm — масса груза, kk — жесткость пружины. Шаг 2: Анализ изменений величин Согласно условию, масса увеличивается в 2 раза ( m2=2m1m sub 2 equals 2 m sub 1), а жесткость уменьшается в 2 раза ( k2=k12k sub 2 equals the fraction with numerator k sub 1 and denominator 2 end-fraction ). Запишем отношение нового периода энергии к начальному: Tw2Tw1=πm2k2πm1k1=m2k2k1m1the fraction with numerator cap T sub w 2 end-sub and denominator cap T sub w 1 end-sub end-fraction equals the fraction with numerator pi the square root of the fraction with numerator m sub 2 and denominator k sub 2 end-fraction end-root and denominator pi the square root of the fraction with numerator m sub 1 and denominator k sub 1 end-fraction end-root end-fraction equals the square root of the fraction with numerator m sub 2 and denominator k sub 2 end-fraction center dot the fraction with numerator k sub 1 and denominator m sub 1 end-fraction end-root Подставим измененные значения: Tw2Tw1=2m1k12k1m1=4m1k1k1m1=4=2the fraction with numerator cap T sub w 2 end-sub and denominator cap T sub w 1 end-sub end-fraction equals the square root of the fraction with numerator 2 m sub 1 and denominator the fraction with numerator k sub 1 and denominator 2 end-fraction end-fraction center dot the fraction with numerator k sub 1 and denominator m sub 1 end-fraction end-root equals the square root of 4 the fraction with numerator m sub 1 and denominator k sub 1 end-fraction center dot the fraction with numerator k sub 1 and denominator m sub 1 end-fraction end-root equals the square root of 4 end-root equals 2 Шаг 3: Вычисление конечного результата Так как отношение периодов равно 2, новый период будет в два раза больше первоначального: Tw2=2Tw1=21 с=2 сcap T sub w 2 end-sub equals 2 center dot cap T sub w 1 end-sub equals 2 center dot 1 с equals 2 сЭто соответствует варианту номер 2. Ответ: Новый период колебаний потенциальной энергии составит . Требуется ли вам вывод формулы зависимости энергии от времени или расчет максимальной скорости груза при данных параметрах?

Форма ответа

Ваш аватар