Груз, который висит на пружине, совершает 10 колебаний за минуту. Как можно вычислить период колебаний, частоту и жесткость пружины, если масса груза равна 0,6 кг?
Физика8 классКолебания и волныПериод колебанийчастота колебанийжесткость пружинымасса грузапружинный осцилляторфизика 8 классколебания грузаформулы физикимеханикадвижение тел
Давайте разберем задачу по шагам и найдем все необходимые параметры: период колебаний, частоту и жесткость пружины.
Шаг 1: Вычисление частоты колебанийЧастота (f) колебаний - это количество колебаний за единицу времени. В данном случае груз совершает 10 колебаний за минуту. Чтобы перевести это значение в секунды, нужно разделить на 60:
Период (T) колебаний - это время, за которое происходит одно полное колебание. Период и частота связаны между собой следующим образом:
Теперь подставим значение частоты:
Жесткость пружины (k) можно вычислить по формуле для колебаний маятника:
Мы знаем массу груза (m = 0.6 кг) и период (T ≈ 6 секунд). Теперь выразим жесткость пружины:
Сначала упростим уравнение:
Теперь возведем обе стороны в квадрат:
Теперь выразим k:
Теперь подставим значение π (примерно 3.14):