Период колебаний маятника на поверхности земли равен 1 с. Если его удалить от поверхности земли на расстояние, равное трем земным радиусам, период малых колебаний математического маятника будет равен...
Другие предметыУниверситетКолебания и волныпериод колебаний маятникаматематический маятникфизические основы механикиколебания на высотерадиус Землималые колебанияфизикауниверситетский курс
Для решения этой задачи нам нужно использовать формулу для периода колебаний математического маятника, который определяется как:
T = 2π * √(L/g)
где:
На поверхности Земли период колебаний маятника равен 1 с. Это означает, что при данной длине маятника L, ускорение свободного падения g на поверхности Земли равно:
T = 1 с
Теперь, если мы поднимаем маятник на высоту, равную трем радиусам Земли, нам нужно узнать, как изменится ускорение свободного падения g на этой высоте.
Ускорение свободного падения на высоте h от поверхности Земли определяется формулой:
g' = g0 * (R / (R + h))^2
где:
В нашем случае, h = 3R. Подставим это значение в формулу:
g' = g0 * (R / (R + 3R))^2 = g0 * (R / 4R)^2 = g0 * (1/4)^2 = g0 / 16
Теперь мы знаем, что ускорение свободного падения на высоте 3R составляет g0 / 16. Подставим это значение в формулу для периода колебаний:
T' = 2π * √(L / (g0 / 16)) = 2π * √(16L / g0) = 4 * (2π * √(L / g0))
Так как 2π * √(L / g0) = T (период на поверхности Земли),то:
T' = 4 * T
Поскольку T = 1 с, то:
T' = 4 * 1 с = 4 с
Таким образом, период малых колебаний математического маятника на высоте, равной трем радиусам Земли, будет равен 4 секунды.