Определите новый период т2 колебаний системы, если к пружине подвесить еще 5 таких же грузов и изначальный период свободных вертикальных колебаний т1 составлял 2,4 секунды.
Исчерпывающий ответ:
Разъяснение:
Период колебаний системы, зависит от ее массы и жесткости пружины. Масса системы увеличивается с каждым дополнительным грузом, а жесткость пружины остается неизменной. Период колебаний обратно пропорционален квадратному корню из жесткости пружины и прямо пропорционален квадратному корню из массы системы.
Для определения нового периода колебаний системы с учетом дополнительных грузов, необходимо использовать формулу:
T2 = T1 * √(m2 / m1)
где:
T2 — новый период колебаний системы,
T1 — изначальный период колебаний системы,
m2 — масса системы с дополнительными грузами,
m1 — масса исходной системы без дополнительных грузов.
В данной задаче, исходный период колебаний t1 составляет 2.4 секунды и к системе прибавляются 5 дополнительных грузов. Предполагаем, что масса каждого груза одинакова. Таким образом, масса системы с дополнительными грузами m2 будет равна m1 + 5 * m1 = 6 * m1.
Применяя формулу, получаем:
T2 = T1 * √(m2 / m1) = 2.4 * √(6 * m1 / m1) = 2.4 * √6
Таким образом, новый период колебаний t2 системы с учетом дополнительных грузов равен 2.4 * √6 секунды.
Пример использования:
Задача: Период свободных вертикальных колебаний системы с невесомыми грузами составляет 1.8 секунды. При подвешивании двух дополнительных грузов такой же массы к системе, определите новый период колебаний.
Решение:
Исходный период колебаний t1 = 1.8 секунды.
Количество добавляемых грузов n = 2.
Таким образом, масса системы с дополнительными грузами m2 будет равна m1 + 2 * m1 = 3 * m1.
Применяя формулу, получаем:
T2 = t1 * √(m2 / m1) = 1.8 * √(3 * m1 / m1) = 1.8 * √3
Ответ: Новый период колебаний t2 системы с учетом дополнительных грузов равен 1.8 * √3 секунды.
Совет:
Чтобы лучше понять эту тему, важно понять, как масса и жесткость пружины влияют на период колебаний. Изучите формулы и используйте их для решения различных задач. Практикуйтесь в использовании формул, подставляя разные значения и проверяйте результаты.
Дополнительное задание:
Исходный период колебаний системы составляет 3 секунды. Если добавить 4 дополнительных груза, каждый из которых в два раза тяжелее исходного груза, определите новый период колебаний системы. (Ответ округлите до ближайшей десятой части секунды).