Груз, подвешенный на резиновом шнуре, совершает свободные гармонические колебания в вертикальной плоскости. Во сколько раз изменится период колебаний, если груз подвесить на том же шнуре, сложенном вдвое?
от

1 Ответ

Дано:

Период колебаний T1 для шнура в обычном состоянии  
Период колебаний T2 для шнура, сложенного вдвое  

Найти:

Во сколько раз изменится период колебаний (T2/T1).

Решение:

1. Период колебаний грузов на пружине (в данном случае резиновом шнуре) определяется формулой:

T = 2π * sqrt(m/k),

где m - масса груза, k - жесткость шнура.

2. Когда резиновый шнур складывают вдвое, его жесткость увеличивается. Если исходная жесткость шнура равна k, то при складке вдвое жесткость станет:

k' = 2k.

3. Подставим новое значение жесткости в формулу периода для сложенного шнура:

T2 = 2π * sqrt(m/k') = 2π * sqrt(m/(2k)).

4. Теперь найдем отношение нового периода T2 к старому периоду T1:

T2/T1 = (2π * sqrt(m/(2k))) / (2π * sqrt(m/k)).

5. Упростим это выражение:

T2/T1 = sqrt(m/(2k)) / sqrt(m/k) = sqrt(1/2).

6. Это означает, что новый период будет меньше старого на коэффициент sqrt(1/2):

T2/T1 = 1/sqrt(2).

Ответ:
Период колебаний изменится в 1/sqrt(2) раз (уменьшится).
от