Какова масса груза в пружинном маятнике, если он совершает 10 колебаний за 30 секунд при жесткости пружины в 150 Н/м?

Тема урока: Физика - Масса груза в пружинном маятнике

Разъяснение:
Для определения массы груза в пружинном маятнике, используется уравнение гармонического осциллятора:


Где:
- T - период колебаний (время, за которое маятник совершает одно полное колебание),
- m - масса груза,
- k - жесткость пружины.

Мы знаем, что пружинный маятник совершает 10 колебаний за 30 секунд, что означает, что период колебаний равен 3 секунды.

Подставляем известные значения в уравнение:

Далее, изолируем массу груза m в этом уравнении:

Уравнение можно дальше упростить, возведя его в квадрат:

Наконец, умножим обе стороны уравнения на 150, чтобы избавиться от дроби и изолировать массу m:

Используя приближенное значение для числа Пи, округлим ответ до двух значащих цифр:

Демонстрация:
У маятника с жесткостью пружины 150 Н/м, период колебаний составляет 3 секунды. Какова масса груза в этом маятнике?

Совет:
Для более легкого понимания этой темы, рекомендуется знать основы физики и понимать основные понятия, такие как период колебаний и жесткость пружины.

Дополнительное задание:
У маятника с жесткостью пружины 200 Н/м период колебаний равен 2 секунды. Какова масса груза в этом маятнике? (Ответ округлите до двух значащих цифр)