За 10 с груз на горизонтальной пружине совершил 20 колебаний с амплитудой 2 см. Построить график зависимости смещения от времени, если колебания происходят по закону косинуса. Сделать рисунок начального положения груза.
от

1 Ответ

дано:
- время t = 10 с
- количество колебаний n = 20
- амплитуда A = 2 см = 0,02 м (переведем в СИ)

найти:
- уравнение зависимости смещения x от времени t

решение:

1. Найдем период T колебаний:
   T = t / n = 10 с / 20 = 0,5 с.

2. Определим угловую частоту ω:
   ω = 2 * π / T = 2 * π / 0,5 = 4 * π рад/с.

3. Уравнение смещения по закону косинуса имеет вид:
   x(t) = A * cos(ωt).

4. Подставим известные значения:
   x(t) = 0,02 * cos(4 * π * t).

график зависимости смещения от времени будет представлять собой периодическую функцию, повторяющуюся каждые 0,5 с, с амплитудой 0,02 м.

начальное положение груза:
- В момент времени t = 0 с груз находится в положении x(0) = 0,02 м (в верхней точке амплитуды) и начнет двигаться вниз.

рисунок графика:
```
|                  x(t)
|                 |
|      *          |         *       
|     * *        |       *   *     
|    *   *       |     *      *
|   *     *      |   *         *
|  *       *     | *            *
| *         *    |*              *
+----------------|------------------ t
  0        0.25  0.5        0.75   1
```

ответ:
График представляет собой косинусоиду с амплитудой 0,02 м и периодом 0,5 с. В начальный момент времени груз находится в верхней точке амплитуды.
от