Определите массу тела, которое на пружине жесткостью 250 Н/м делает 20 полных колебаний за 16 с.
от

1 Ответ

Дано:

- Жесткость пружины k = 250 Н/м
- Количество колебаний N = 20
- Время t = 16 с

Найти: массу тела m.

Решение:

1. Сначала найдем период колебаний T. Общее время t для N колебаний определяется как:
   
   t = N * T

   Отсюда можем выразить период T:
   
   T = t / N

2. Подставим известные значения в формулу:
   
   T = 16 / 20

3. Вычислим:
   
   T = 0,8 с

4. Теперь можем использовать формулу для периода колебаний в пружинном осцилляторе:
   
   T = 2 * pi * sqrt(m / k)

   Подставим значение T и k:
   
   0,8 = 2 * pi * sqrt(m / 250)

5. Разделим обе стороны на 2 * pi:
   
   0,8 / (2 * pi) = sqrt(m / 250)

6. Возведем обе стороны в квадрат:
   
   (0,8 / (2 * pi))^2 = m / 250

7. Умножим обе стороны на 250:
   
   m = 250 * (0,8 / (2 * pi))^2

8. Вычислим значение:
   
   0,8 / (2 * pi) ≈ 0,1274

   (0,1274)^2 ≈ 0,0162

   m = 250 * 0,0162 ≈ 4,05 кг

Ответ: масса тела составляет m ≈ 4,05 кг.
от