Объяснение:
Задача №4
Дано:
x = 0,04·cos(3π·t+π/2)
ν - ?
A - ?
V₀ - ?
a₀ - ?
Циклическая частота:
ω = 2π·ν (1)
Но из уравнения колебаний
ω = 3π (2)
Приравняем (1) и (2)
2π·ν = 3π
ν = 3π / (2π) = 1,5 Гц
A = 0,04 м
V₀ = A·ω = 0,04·3π ≈ 0,38 м/с
a₀ = A·ω² = 0,04·9π² ≈ 3,55 м/с²
Задача 5
Дано:
A = 20 см = 0,20 м
φ₀ = π/2
t = 1 мин = 60 c
n = 120
x(t) - ?
T = t/n = 60/120 = 0,5 с
ω = 2π/T = 4π рад/с
Записываем уравнение колебаний:
x(t) = A·cos(ω·t+φ₀)
x(t) = 0,20·cos(4π·t+π/2)
Задача 6
Дано:
V = 0,9·cos(2π·t+π/6)
ν - ?
ω = 2π
Но
ω = 2π·ν
ν = ω / 2π = 2π/2π = 1 Гц
Задача 7
t = 5 мин = 300 c
n = 300
L - ?
Период
T = t/n = 300/300 = 1 с
Но
T = 2π√ (L/g)
T² = 4π²·L / g
L = g·T² / (4·π²) = 10·1² / (4·3,14)² ≈ 0,25 м
Задача 8
Δt
n₁ = 30
n₂ = 20
L₁ = 80 см
L₂ - ?
T₁ = Δt/n₁
T₂ = Δt/n₂
T₂/T₁ = n₁ / n₂ = 30/20 = 1,5
Но
T₁ = 2π·√(L₁/g)
T₂= 2π·√(L₂/g)
T₂/T₁ = √ (L₂/L₁)
√ (L₂/L₁) = 1,5
L₂/L₁ = 1,5²
L₂ = L₁·2,25
L₂ = 80·2,25 = 180 см
Дано:
L = 40 см = 0,4 м
m1 = 100 г = 0,1 кг
m2 = 300 г = 0,3 кг
g = 10 Н/кг
точка равновесия - ?
К концам стержня подвесили грузики массами m1 и m2, значит на концы стержня действуют силы, равные силам тяжести, действующим на грузики:
F1 = Fт1 = m1*g = 0,1*10 = 1 Н
F2 = Fт2 = m2*g = 0,3*10 = 3 Н
Момент силы для каждого конца стержня:
M1 = F1*L1
M2 = F2*L2
Система должна находиться в равновесии, значит составим равенство моментов сил:
М1 = М2
F1*L1 = F2*L2 - выразим соотношение сил:
F1/F2 = L2/L1 - подставим значение сил:
1/3 = L2/L1 - из равенства видно, что плечо L1 в три раза больше плеча L2. Тогда составим уравнение для длины стержня, учитывая что L1 = 3*L2:
L1 + L2 = L
3*L2 + L2 = L
4*L2 = L => L2 = L/4 = 0,4/4 = 0,1 м - плечо силы F2, тогда плечо силы F1 равно:
L1 = L - L2 = 0,4 - 0,1 = 0,3 м
Следовательно, точка равновесия стержня находится на расстоянии 10 см от конца, к которому приложена сила в 3 Н, и на расстоянии 30 см от конца, к которому приложена сила в 1 Н.
ответ: в точке, расстояние до которой от одного конца равно 10 см, а от другого - 30 см.
