Груз массой 30 г совершает гармонические колебания на пружине. Известно, что амплитуда колебаний груза равна 3 см, его максимальная скорость 15 см/с. Определите жесткость пружины этого маятника.
от

1 Ответ

Дано:  
Масса груза (m) = 30 г = 0.03 кг,  
Амплитуда колебаний (A) = 3 см = 0.03 м,  
Максимальная скорость (v_max) = 15 см/с = 0.15 м/c.

Найти:  
Жесткость пружины (k).

Решение:  
Максимальная скорость достигается в положении равновесия, где потенциальная энергия обращается в кинетическую, а ускорение равно ускорению свободного падения g:

v_max = A * √(k / m),  
где  
k - жесткость пружины,  
m - масса груза.

Выразим жесткость пружины:
k = (m * v_max^2) / A^2,  
k = (0.03 кг * (0.15 м/c)^2) / (0.03 м)^2,  
k ≈ 7.5 Н/м.

Ответ:  
Жесткость пружины (k) ≈ 7.5 Н/м.
от