Яким буде період гармонічних коливань вантажу масою 0.2 кг, що прикріплений до пружини, якщо для видовження пружини

Тема: Гармонические колебания с пружиной

Объяснение: Гармонические колебания — это движение, при котором тело возвращается к равновесной позиции с постоянной частотой и амплитудой. В данной задаче рассмотрим гармонические колебания веса, подвешенного на пружине.

Период колебаний, обозначаемый как T, определяется как время, затраченное на одно полное колебание. Частота колебаний, обозначаемая как f, определяется как количество колебаний в единицу времени.

Для нахождения периода гармонических колебаний используется следующая формула:

T = 2π√(m/k),

где m - масса груза, k - коэффициент жесткости пружины.

В данной задаче, масса груза m = 0.2 кг, а сила F, необходимая для растяжения пружины на 1 см, равна 0.2 Н. Чтобы найти коэффициент жесткости пружины k, используем закон Гука:

F = kx,

где x - изменение длины пружины.

В данной задаче x = 1 см = 0.01 м.

Выразив k из формулы и подставив в формулу для периода колебаний, получим ответ:

k = F/x = 0.2 Н / 0.01 м = 20 Н/м.

T = 2π√(m/k) = 2π√(0.2 / 20) ≈ 0.89 с.

Совет: Для лучшего понимания гармонических колебаний с пружиной, рекомендуется изучить закон Гука и его применение в решении задач. Также полезно понять физическую интерпретацию периода колебаний и его связь с массой и жесткостью системы.

Практика: Определите период колебаний пружинного маятника, если его масса равна 0.5 кг, а коэффициент жесткости пружины составляет 10 Н/м.