Пружинный маятник совершил за 4 с 16 полных колебаний. Необходимо определить период и частоту колебаний этого маятника. Найти массу груза, если жесткость пружины равна 800 Н/м. Сколько полных колебаний совершит маятник за 15 минут.
от

1 Ответ

Дано:  
Количество колебаний n = 16  
Время t = 4 с  
Жесткость пружины k = 800 Н/м  
Время t1 = 15 мин  

Найти:  
Период колебаний T, частоту колебаний f, массу груза m, количество полных колебаний за 15 минут  

Решение:  
1. Найдем период колебаний T и частоту колебаний f.  
Период колебаний можно определить как отношение времени к числу колебаний:  
T = t / n = 4 / 16 = 0.25 с

Частота колебаний выражается как обратная величина периода:  
f = 1 / T = 1 / 0.25 = 4 Гц

2. Определим массу груза m.  
Для пружинного маятника период колебаний связан с массой груза m и жесткостью пружины k формулой:  
T = 2π * sqrt(m / k)

Подставим известные значения и найдем m:  
0.25 = 2π * sqrt(m / 800)  
sqrt(m / 800) = 0.25 / (2π)  
m / 800 = (0.25 / (2π))^2  
m = 800 * (0.25 / (2π))^2 ≈ 6.36 кг

3. Найдем количество полных колебаний за 15 минут.  
Преобразуем время в секунды:  
t1 = 15 * 60 = 900 с

Количество колебаний за 15 минут равно:  
n1 = f * t1 = 4 * 900 = 3600 колебаний

Ответ:  
Период колебаний T = 0.25 с, частота колебаний f = 4 Гц, масса груза m ≈ 6.36 кг, количество полных колебаний за 15 минут n1 = 3600.
от