Похожие вопросы
2025-09-13 14:58:47
Каков кинематический закон движения груза массой m=1,6 кг, который подвешен на лёгкой пружине жёсткости k=40 Н/м, если амплитуда его гармонических колебаний A=4,0 см, и положение груза в момент начала отсчёта времени показано на рисунке?
Физика 11 класс Гармонические колебания кинематический закон движение груза гармонические колебания масса груза пружина жёсткость амплитуда колебаний положение груза физика 11 класс
2025-09-13 14:58:56
Для решения задачи о кинематическом законе движения груза, подвешенного на пружине, мы будем использовать уравнение гармонических колебаний. Груз будет выполнять колебания с определённой амплитудой, частотой и периодом.
Шаг 1: Определим основные параметры колебаний.
- Амплитда (A): 4,0 см = 0,04 м.
- Жесткость пружины (k): 40 Н/м.
- Масса груза (m): 1,6 кг.
Шаг 2: Найдем частоту колебаний (ω).
Частота колебаний определяется по формуле:
ω = √(k/m)
Подставим известные значения:
ω = √(40 Н/м / 1,6 кг) = √(25) = 5 рад/с.
Шаг 3: Запишем уравнение движения.
Уравнение гармонического осциллятора имеет вид:
x(t) = A * cos(ωt + φ),
где:
- x(t) - положение груза в момент времени t;
- A - амплитуда колебаний;
- ω - угловая частота;
- φ - начальная фаза колебаний.
Шаг 4: Определим начальную фазу (φ).
Если в момент начала отсчёта времени (t=0) груз находится в положении равновесия и начинает двигаться в сторону максимального отклонения, то начальная фаза φ равна 0.
Шаг 5: Подставим значения в уравнение.
Таким образом, уравнение движения груза будет выглядеть так:
x(t) = 0,04 * cos(5t).
Итог: Кинематический закон движения груза, подвешенного на пружине, можно записать как:
x(t) = 0,04 * cos(5t),
где x(t) - положение груза в метрах, t - время в секундах.