Колебания и волны 1. Груз массой 400 г колеблется на пружине жесткостью 200 Н/м с амплитудой 20 см. С какой скоростью груз проходит положение равновесия? 2. При настройке колебательного контура радиопередатчика ёмкость конденсатора увеличили. ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ИХ ИЗМЕНЕНИЕ A) Период колебаний тока в контуре Б) Максимальное напряжение на конденсаторе B) Максимальный ток в катушке 1) Увеличивается 2) Уменьшается 3) Не изменится 3. Математический маятник длиной 80 см отвели от положения равновесия на 90 градусов и отпустили. Определите максимальную скорость, с которой будет совершать колебания маятник. 4. Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью 1 мГн и конденсатора емкостью 4мкФ. В начальный момент времени конденсатору сообщен заряд -5 мкКл. Запишите, по каким гармоническим функциям в контуре будут происходить изменения заряда, силы тока и напряжения с течением времени.
Сначала найдем период колебаний: T = 2π√(m/k) = 2π√(0.4/200) = 2π√0.002 = 2π * 0.045 = 0.09π с
Затем найдем скорость груза в положении равновесия: v = 2πA / T = 2π * 0.2 / 0.09π = 4 м/c
Ответ: Скорость груза в положении равновесия равна 4 м/c.
A) Период колебаний тока в контуре - увеличивается Б) Максимальное напряжение на конденсаторе - уменьшается B) Максимальный ток в катушке - увеличивается
Максимальная скорость маятника достигается в положении равновесия. Используя закон сохранения энергии, можно определить эту скорость: mgh = (1/2)mv^2 v = √(2gh) = √(2 9.8 0.8) = √15.68 = 3.96 м/c
Ответ: Максимальная скорость маятника равна 3.96 м/c.
Заряд, сила тока и напряжение в контуре будут меняться гармонически со временем, следуя законам гармонических колебаний. Их зависимости будут представлены синусоидальными функциями.
Для заряда q(t): q(t) = q0 * cos(ωt)
Для силы тока I(t): I(t) = I0 * sin(ωt + φ)
Для напряжения U(t): U(t) = U0 * sin(ωt + φ)
где ω - циклическая частота колебаний, φ - начальная фаза колебаний, q0, I0, U0 - максимальные значения заряда, силы тока и напряжения соответственно.
T = 2π√(m/k) = 2π√(0.4/200) = 2π√0.002 = 2π * 0.045 = 0.09π с
Затем найдем скорость груза в положении равновесия:
v = 2πA / T = 2π * 0.2 / 0.09π = 4 м/c
Ответ: Скорость груза в положении равновесия равна 4 м/c.
A) Период колебаний тока в контуре - увеличивается
Б) Максимальное напряжение на конденсаторе - уменьшается
B) Максимальный ток в катушке - увеличивается
Максимальная скорость маятника достигается в положении равновесия. Используя закон сохранения энергии, можно определить эту скорость:
mgh = (1/2)mv^2
v = √(2gh) = √(2 9.8 0.8) = √15.68 = 3.96 м/c
Ответ: Максимальная скорость маятника равна 3.96 м/c.
Заряд, сила тока и напряжение в контуре будут меняться гармонически со временем, следуя законам гармонических колебаний. Их зависимости будут представлены синусоидальными функциями.Для заряда q(t):
q(t) = q0 * cos(ωt)
Для силы тока I(t):
I(t) = I0 * sin(ωt + φ)
Для напряжения U(t):
U(t) = U0 * sin(ωt + φ)
где ω - циклическая частота колебаний, φ - начальная фаза колебаний, q0, I0, U0 - максимальные значения заряда, силы тока и напряжения соответственно.