Колебания
Студент подвесил на пружину тело массой 10 кг и изучал его колебания . Учащийся графически описывал данные , полученные в результате эксперимента .
1. Период колебаний тела A ) 7c B ) 8 c C ) 10 с D ) 11 c E ) 12 c
2. Циклическая частота колебаний А ) 0,18 Гц B ) 0,57 Tu C ) 0,62 Eu D ) 1 ,59 Гц E ) 1,75 Гц
3. Уравнение колебаний тела A ) x = 50 sin0.621 м B ) x = 0,5 sin0.62t м C ) x = 0,5 sin0.57t m D ) x = 50 cos0.621 м E ) x = 0,5 cos0.57t m
4. Жесткость пружины , подвешенной к телу массой 10 кг . A ) 1,92 H / M B ) 3,25 H / M ) 5,7 H / M D ) 17,5 H / M E ) 35,6 H / M
Answers & Comments
Відповідь:
1.Период колебаний: C) 10 секунд
Для определения периода колебаний необходимо произвести несколько колебаний тела и измерить время, затраченное на одно колебание. В данном случае, период колебаний равен 10 секундам.
2.Циклическая частота колебаний: E) 1,75 Гц
Циклическая частота колебаний определяется как отношение частоты колебаний к 2π. Формула для расчета циклической частоты: ω = 2π/T. Подставляя значение периода колебаний из пункта 1, получаем: ω = 2π/10 = 0,628 рад/с. Для перевода рад/с в Гц необходимо разделить значение на 2π. Получаем: 0,628/2π ≈ 1,75 Гц.
3.Уравнение колебаний тела: B) x = 0,5 sin0.62t м
Для определения уравнения колебаний тела необходимо знать амплитуду колебаний и угловую скорость колебаний. Амплитуда колебаний в данном случае равна 0,5 метра, так как тело колеблется относительно своего равновесного положения на расстояние 0,5 метра. Угловая скорость колебаний была рассчитана в пункте 2 и равна 0,628 рад/с. Уравнение колебаний имеет вид x = A sin(ωt + φ), где A - амплитуда колебаний, ω - угловая скорость колебаний, t - время, прошедшее после начала колебаний, φ - начальная фаза колебаний. Подставляя значения А и ω в формулу, получаем: x = 0,5 sin(0,628t) м.
4.Жесткость пружины: B) 3,25 H/М
Жесткость пружины определяется как отношение силы, действующей на пружину, к ее деформации. Формула для расчета жесткости пружины: k = F/Δl. Сила, действующая на пружину, равна массе тела, умноженной на ускорение свободного падения, то есть F = mg = 10 кг * 9,81 м/с^2 = 98,1 Н. Деформация пружины равна разности ее первоначальной длины и длины в установившемся состоянии, то есть Δl