Какой период Т собственного колебания системы, состоящей из двух пружинок с одинаковой жесткостью 50 Н/м, соединенных последовательно и подвешенных с грузом массой 1 кг?
Физика11 классКолебания и волныпериод колебаниясистема пружинжёсткость пружинмасса грузафизика 11 класс
Чтобы найти период собственных колебаний системы, состоящей из двух пружинок, соединенных последовательно, нам нужно сначала определить эквивалентную жесткость системы пружин.
Шаг 1: Определение эквивалентной жесткости
При последовательном соединении пружин их эквивалентная жесткость (k) рассчитывается по формуле:
1/k = 1/k1 + 1/k2
Где k1 и k2 - жесткости каждой из пружин. В нашем случае обе пружины имеют жесткость 50 Н/м:
Подставим значения в формулу:
1/k = 1/50 + 1/50 = 2/50 = 1/25
Теперь найдем эквивалентную жесткость:
k = 25 Н/м
Шаг 2: Определение периода колебаний
Период собственных колебаний системы, состоящей из пружины и груза, можно найти по формуле:
T = 2π * sqrt(m/k)
Где:
Теперь подставим известные значения в формулу:
T = 2π * sqrt(1/25)
Сначала найдем sqrt(1/25):
sqrt(1/25) = 1/5 = 0.2
Теперь подставим это значение в формулу для T:
T = 2π * 0.2 = 0.4π
Приблизительно π ≈ 3.14, тогда:
T ≈ 0.4 * 3.14 ≈ 1.256 с
Ответ: Период собственных колебаний системы составляет примерно 1.256 секунды.