В задаче 15.44 говорится, что за одно и то же время один математический маятник совершает 50 колебаний, а другой — 30. Нужно найти длины этих маятников, зная, что один из них на 32 см короче другого.
Физика 11 класс Математический маятник математический маятник колебания длина маятника задача по физике физика 11 класс
Давайте разберем эту задачу шаг за шагом.
Для начала, вспомним, что период колебаний математического маятника определяется формулой:
T = 2π * √(L/g)
где:
Из этой формулы видно, что период T зависит от длины L. Чем длиннее маятник, тем больше его период.
Теперь, так как один маятник совершает 50 колебаний, а другой 30 за одно и то же время, мы можем записать, что:
T1 * 50 = T2 * 30
Отсюда мы можем выразить отношение периодов:
T1 / T2 = 30 / 50 = 3 / 5
Теперь, подставим выражения для периодов:
2π * √(L1/g) / 2π * √(L2/g) = 3 / 5
Сокращаем 2π и g:
√(L1) / √(L2) = 3 / 5
Возведем обе стороны в квадрат:
L1 / L2 = 9 / 25
Это говорит нам о том, что длина первого маятника L1 в 9/25 раз больше длины второго маятника L2.
Теперь, по условию задачи, один маятник на 32 см короче другого. Предположим, что L2 — это длина более длинного маятника, тогда:
L2 - L1 = 32 см
Теперь выразим L1 через L2, используя найденное соотношение:
L1 = (9/25) * L2
Подставим это в уравнение:
L2 - (9/25) * L2 = 32
Объединим подобные члены:
(1 - 9/25) * L2 = 32
Это можно переписать как:
(16/25) * L2 = 32
Теперь, чтобы найти L2, умножим обе стороны на 25/16:
L2 = 32 * (25/16)
Посчитаем:
L2 = 50 см
Теперь, зная L2, найдем L1:
L1 = (9/25) * 50 = 18 см
Теперь можем проверить, действительно ли разница между длинами составляет 32 см:
L2 - L1 = 50 см - 18 см = 32 см
Таким образом, длины маятников:
Это и есть ответ на задачу!