Расстояние между крайними положениями колебательного движения математического маятника равно 8 см. Определите период колебания маятника, если его скорость в момент прохождения через положение равновесия равна 16 м/с
Математический маятник, как известно, совершает гармонические колебания. В случае гармонических колебаний положение маятника в любой момент времени описывается уравнением:
где x,\;A,w,\;t,\;\phi_0 - соответственно смещение маятника относительно нуля по оси ОХ, амплитуда колебаний, круговая частота, время, начальная фаза.
Производная от функции, описывающей движение тела (1), есть скорость:
Очевидно, что (2) принимает максимальное значение при значении косинуса равном единице. Тогда:
Откуда находим круговую частоту, а через нее и период колебаний:
При анализе полученных ответов, возникло сомнение в правильности заданных в условии исходных данных. Скорее всего там скорость должна быть не в м/с а в см/с, и тогда w=4 рад/с, T=1,57 c - более реальные результаты. Эх, двоечники! И условие-то переписать толком не могут!
x(t)=A\sin(wt+\phi_0) (1)
где x,\;A,w,\;t,\;\phi_0 - соответственно смещение маятника относительно нуля по оси ОХ, амплитуда колебаний, круговая частота, время, начальная фаза.
Производная от функции, описывающей движение тела (1), есть скорость:
v=wA\cos wt (2)
Очевидно, что (2) принимает максимальное значение при значении косинуса равном единице. Тогда:
v_{max}=wA (3)
Откуда находим круговую частоту, а через нее и период колебаний:
T=\frac{2\pi}{w}=\frac{2*3,14}{400}=0,0157\;c c
При анализе полученных ответов, возникло сомнение в правильности заданных в условии исходных данных. Скорее всего там скорость должна быть не в м/с а в см/с, и тогда w=4 рад/с, T=1,57 c - более реальные результаты. Эх, двоечники! И условие-то переписать толком не могут!
Да, в задачнике на самом деле см/с, а не м/c. Благодарю за объяснение задачи, теперь всё понятно!
ОтветитьУдалитьоткуда взяли омегу(400)
ОтветитьУдалитьСпасибо! Точно дал маху. Из формулы (3) выходит w=16/0,08=200
УдалитьТогда и T=0,0314 c