Как правильно решить задачу по физике: материальная точка колеблется по закону гармонических колебаний x=5sin(2t+(π/3)). Как определить максимальный импульс этой материальной точки, если её масса составляет 20 грамм?

Физика 10 класс Гармонические колебания решение задачи по физике гармонические колебания максимальный импульс материальная точка физика масса 20 грамм колебания импульс формулы физики Новый

Для решения задачи необходимо определить максимальный импульс материальной точки, которая колеблется по закону гармонических колебаний. Давайте рассмотрим шаги, которые необходимо выполнить для нахождения этого импульса.

Шаг 1: Определение параметров колебаний

Закон колебаний задан уравнением:

x = 5sin(2t + (π/3))

• Амплитуда (A) равна 5 см.
• Угловая частота (ω) равна 2 рад/с.

Шаг 2: Нахождение скорости

Скорость материальной точки в гармонических колебаниях можно найти, взяв производную от функции перемещения x по времени t:

v(t) = dx/dt = Aωcos(ωt + φ),

где φ - начальная фаза (в данном случае φ = π/3).

Подставляем известные значения:

• A = 5 см = 0.05 м (переводим в метры),
• ω = 2 рад/с.

Тогда выражение для скорости будет:

v(t) = 0.05 * 2 * cos(2t + (π/3)) = 0.1 * cos(2t + (π/3)).

Шаг 3: Определение максимальной скорости

Максимальная скорость (Vmax) достигается, когда cos(2t + (π/3)) = 1:

Vmax = 0.1 м/с.

Шаг 4: Нахождение импульса

Импульс (p) материальной точки определяется по формуле:

p = mv,

где m - масса, v - скорость.

Масса m равна 20 грамм, что в килограммах составляет:

m = 20 г = 0.02 кг.

Шаг 5: Определение максимального импульса

Теперь подставим значения в формулу для импульса:

pmax = m * Vmax = 0.02 кг * 0.1 м/с = 0.002 кг·м/с.

Ответ:

Максимальный импульс материальной точки составляет 0.002 кг·м/с.