Який час потрібно математичному маятнику довжиною 100 см для здійснення одного повного коливання неподалік
Який час потрібно математичному маятнику довжиною 100 см для здійснення одного повного коливання неподалік від вертикальної стінки, на якій знаходиться цвях, розташований на відстані 64 см від точки підвісу?
16.12.2023 16:00
Пояснення: Математичний маятник - це фізична система, що складається з точки підвісу і тіла, яке може коливатися навколо цієї точки. Для розрахунку часу, потрібного для одного повного коливання математичного маятника, нам потрібно знати його довжину та прискорення вільного падіння.
У даній задачі маятник має довжину 100 см (або 1 метр). Відстань від точки підвісу (центру обертання) до цвяха на стіні складає 64 см. За визначенням, центр мас тіла математичного маятника знаходиться на відстані рівній довжині маятника від точки підвісу.
Відстань від точки підвісу до цвяха є відстанню між точкою підвісу і центром мас тіла, тож вона дорівнює половині довжини маятника. З цього випливає, що довжина маятника (L) дорівнює вазі точки підвісу до цвяха, помноженій на 2: 2L = 64 см => L = 32 см.
Для розрахунку часу коливання за формулою, використовується формула: T = 2π√(L/g), де T - період коливання, L - довжина маятника, g - прискорення вільного падіння.
Отже, підставляючи відомі значення, ми отримуємо: T = 2π√(32/9.8) ≈ 6.41 секунд. Час, необхідний для одного повного коливання математичного маятника, становить приблизно 6.41 секунду.
Приклад використання: Знайдіть час, необхідний для 3 повних коливань математичного маятника з довжиною 70 см.
Рекомендації: Для кращого розуміння математичного маятника, рекомендується ознайомитися з формулою періоду коливання і зрозуміти її призначення та походження. Також, корисно вивчити закони, що регулюють коливання (наприклад, закон Гука).
Вправа: Знайдіть довжину математичного маятника, якщо час його коливання становить 2 секунди, а прискорення вільного падіння 9.8 м/с².