Тело выполняет гармонические колебания. Максимальная скорость колеблющегося тела составляет 11 м/с. Какова средняя скорость за период, когда оно переместилось из одного крайнего положения в другое?

Физика 11 класс Гармонические колебания гармонические колебания максимальная скорость средняя скорость Период колебаний крайние положения физика 11 класс Новый

Чтобы найти среднюю скорость тела за период, когда оно переместилось из одного крайнего положения в другое, нам нужно понять, что такое гармонические колебания и как они работают.

Гармонические колебания — это движение, при котором тело колеблется вокруг равновесного положения. В таких колебаниях тело движется от одного крайнего положения до другого, проходя равновесное положение. Важно отметить, что средняя скорость определяется как общее перемещение, деленное на время.

Теперь давайте разберем шаги для решения данной задачи:

1. Определение перемещения: При перемещении из одного крайнего положения в другое, тело проходит полный путь, равный двум амплитудам колебаний. Однако, если мы рассматриваем перемещение от одного крайнего положения до другого, то перемещение будет равно 2 * A, где A — амплитуда колебаний. Но в данном случае мы можем просто сказать, что перемещение равно A (от одного крайнего положения до равновесного) и еще A (от равновесного до другого крайнего положения).
2. Определение времени: Полный период колебаний T — это время, за которое тело совершает полный цикл колебаний (от одного крайнего положения, через равновесие, до другого крайнего положения и обратно). Среднее время, за которое тело перемещается от одного крайнего положения до другого, составляет T/2.
3. Формула для средней скорости: Средняя скорость Vср может быть найдена по формуле: Vср = S / t, где S — перемещение, а t — время. В нашем случае S = 2A, а t = T/2.
4. Подставление значений: Мы знаем, что максимальная скорость Vmax = A * ω, где ω — угловая частота. Из этой формулы можно выразить A: A = Vmax / ω. Однако, чтобы найти среднюю скорость, нам не нужно знать амплитуду или угловую частоту.
5. Результат: При перемещении от одного крайнего положения до другого, средняя скорость будет равна нулю, так как тело возвращается в равновесное положение. Однако, если мы рассматриваем движение в одном направлении, то средняя скорость будет равна Vmax/2, что составляет 11 м/с / 2 = 5.5 м/с.

Таким образом, средняя скорость колеблющегося тела за период, когда оно переместилось из одного крайнего положения в другое, составляет 5.5 м/с.