Консультация # 186438: Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос: Под действием груза массой 200 г пружина растягивается на 6,2 см. Грузу сообщили кинетическую энергию 0,02 Дж и он стал совершать гармоническое колебание. Определить частоту и амплитуду колебаний....
Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос:
Под действием груза массой 200 г пружина растягивается на 6,2 см. Грузу сообщили кинетическую энергию 0,02 Дж и он стал совершать гармоническое колебание. Определить частоту и амплитуду колебаний.
Из растяжения пружины (mg = kx) мы получаем значение k. Отсюда сразу же определяется частота колебаний - w=sqrt(k/m). Амплитуду можно найти из того, что при полном растяжении пружины вся кинетическая энергия переходит в энергию пружины, т.е. kx^2/2=E, так что амплитуда колебаний равна A=sqrt(2E/k).
Консультировал: Harry Wanderer (1-й класс)
Дата отправки: 10.07.2012, 20:43
Здравствуйте, Massimo! 1) По 3 закону Ньютона сила с которой груз действует на пружину (F), равна силе, с которой эта пружина действует на груз, а так как груз покоится (a=0), то mg-F=ma или mg-F=0, откуда F=mg. 2)По закону Гука для пружины F=kx, где F-сила с которой растягивают пружину, k-коэффициент жесткости пружины, x-приращение длины пружины (т.е. величина на которую растянули пружину под действием силы F). Но из п.1) F=mg, значит mg=kx, тогда . 3) Грузу сообщили кинетическую энергию, которая в амплитудных точках вся переходит в кинетическую энергию пружины равную , где A-амплитуда колебаний(максимальное растяжение пружины). Значит , откуда . A=3,5cm Частота гармонических колебаний (ν) груза рав
на v=2Гц
Здравствуйте, Massimo! Под действием груза массой m = 200 г = 0.2 кг пружина растягивается на l = 6.2 см = 0.062 м. При этом в ней запасается энергия Еl = G*l/2 (1), где G = m*g (2), где g = 9.8 м/с2 - ускорение свободного падения. Отсюда: Еl = m*g*l/2 = 0.2*9.8*0.062/2 = 0.12152 Дж (3). Энергия Еl соответствует амплитуде колебаний Al
= l = 0.062 м. Поскольку сообщённая кинетическая энергия колебаний Еx = 0.02 Дж пропорциональна квадрату амплитуды, она соответствует амплитуде Ax = l*√(Еx/Еl) = 0.062*√(0.02/0.12152) = 0.02515 м. Частота колебаний f = 1/(2*π)*√(g/l) = 1/(2*π)*√(9.8/0.062) = 2 с-1
Консультировал: SFResid (Модератор)
Дата отправки: 13.07.2012, 00:18
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались.
Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора -
для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение.
Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал,
который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом.
Заходите - у нас интересно!