С какой частотой будет колебаться деревянный брусок массой 1 кг и площадью поперечного сечения 16 см², когда он находится на поверхности стоячей воды в вертикальном положении?

Физика 8 класс Тематика: Колебания и волны колебания бруска частота колебаний физика 8 класс масса бруска площадь поперечного сечения стоячая вода Новый

Чтобы ответить на вопрос о частоте колебаний деревянного бруска, который плавает на поверхности воды, нам необходимо использовать формулу для частоты колебаний тела, погруженного в жидкость. В данном случае брусок будет вести себя как простой маятник, и его частота колебаний можно рассчитать с помощью формулы:

f = (1/2π) * √(g / L)

где:

• f - частота колебаний в герцах (Гц);
• g - ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²);
• L - эффективная длина маятника, которая в данном случае равна глубине погружения бруска в воду.

Теперь разберем шаги решения:

1. Определим глубину погружения бруска: Поскольку брусок имеет массу 1 кг и площадь поперечного сечения 16 см², сначала преобразуем площадь в квадратные метры:
• 16 см² = 16 * 10^(-4) м² = 0.0016 м².
2. Находим объем бруска: Объем бруска можно определить через его массу и плотность. Плотность дерева (например, сосны) составляет примерно 600 кг/м³. Используем формулу:
• V = m / ρ = 1 кг / 600 кг/м³ = 0.00166667 м³.
3. Теперь находим глубину погружения: Глубина погружения (h) будет равна объему, деленному на площадь поперечного сечения:
• h = V / A = 0.00166667 м³ / 0.0016 м² = 1.0417 м.
4. Теперь подставим значения в формулу для частоты:
• f = (1/2π) * √(g / h), где g = 9.81 м/с² и h = 1.0417 м.
5. Подсчитаем:
• f = (1/2π) * √(9.81 / 1.0417) ≈ (1/6.2832) * √(9.42) ≈ (1/6.2832) * 3.07 ≈ 0.488 Гц.

Ответ: Частота колебаний деревянного бруска, находящегося на поверхности стоячей воды, составляет примерно 0.488 Гц.