Зная, что тело совершает гармоническое колебание по закону x=0,2sin(π/4t+π/4):
Физика11 классГармонические колебаниягармоническое колебаниеамплитудациклическая частотаначальная фазаПериод колебанийчастота колебанийфаза колебанийкоордината телафизика 11 класс
Для решения данной задачи, давайте сначала разберем уравнение гармонического колебания, которое дано в виде:
x = 0,2sin(π/4t + π/4)
Теперь определим каждый из параметров, указанных в задаче.
Амплитуда колебаний - это максимальное отклонение тела от положения равновесия. В нашем уравнении амплитуда равна коэффициенту перед синусом:
A = 0,2 м
Циклическая частота определяет, как быстро происходят колебания. Она равна коэффициенту при времени в аргументе синуса:
ω = π/4 рад/с
Начальная фаза - это значение фазы колебания в момент времени t = 0. Мы можем найти её, подставив t = 0 в уравнение:
φ₀ = π/4
φ₀ = π/4 рад
Теперь вычислим период (T) и частоту (f) колебаний:
Период колебаний связан с циклической частотой следующим образом:
T = 2π/ω
Подставляем значение ω:
T = 2π/(π/4) = 2 * 4 = 8 с
T = 8 с
Частота колебаний - это обратная величина периода:
f = 1/T
Подставляем значение T:
f = 1/8 = 0,125 Гц
f = 0,125 Гц
Теперь найдем фазу колебаний и координату тела через 1 секунду после начала отсчета времени:
Подставим t = 1 в уравнение для фазы:
φ = π/4 * 1 + π/4 = π/4 + π/4 = π/2 рад
φ = π/2 рад
Теперь подставим t = 1 в уравнение колебания:
x = 0,2sin(π/4 * 1 + π/4) = 0,2sin(π/2) = 0,2 * 1 = 0,2 м
x = 0,2 м
Таким образом, мы определили амплитуду, циклическую частоту, начальную фазу, период, частоту, фазу колебаний и координату тела через 1 секунду: