Контрольная по физике тема "свободные колебания" (пружинный маятник) Дано: А= n/10 м ω= 2n−1 рад/с, k= 10(n+1) Н/м 1) записать уравнение движения маятника 2) записать зависимость скорости от времени 3) построить два графика по результатам 1 и 2 4) рассчитать следующие xарактеристики: период, частоту (выраженную в Гц), координату и скорость в момент времени t=n сек, максимальную скорость, максимальную кинетическую и потенциальную энергию по формулам
1) Уравнение движения маятника: m x''(t) + k x(t) = 0
где x(t) - координата маятника в момент времени t, m - масса маятника.
2) Зависимость скорости от времени: v(t) = x'(t) = A ω cos(ωt + φ)
где A - амплитуда колебаний, ω - угловая частота, φ - начальная фаза.
3) Графики: График координаты x(t) как функции времени t. График скорости v(t) как функции времени t.
4) Расчеты: Период T = 2π / ω Частота f = 1 / T Координата x(n) в момент времени t = n сек: x(n) = A cos(ωn + φ) Скорость v(n) в момент времени t = n сек: v(n) = A ω sin(ωn + φ) Максимальная скорость: Vmax = A ω Максимальная кинетическая энергия: Ekin_max = 0.5 m Vmax^2 Максимальная потенциальная энергия: Epot_max = 0.5 k A^2
Это основные шаги, которые нужно выполнить для решения контрольной по данной теме.
1) Уравнение движения маятника:
m x''(t) + k x(t) = 0
где x(t) - координата маятника в момент времени t, m - масса маятника.
2) Зависимость скорости от времени:
v(t) = x'(t) = A ω cos(ωt + φ)
где A - амплитуда колебаний, ω - угловая частота, φ - начальная фаза.
3) Графики:
График координаты x(t) как функции времени t.
График скорости v(t) как функции времени t.
4) Расчеты:
Период T = 2π / ω
Частота f = 1 / T
Координата x(n) в момент времени t = n сек: x(n) = A cos(ωn + φ)
Скорость v(n) в момент времени t = n сек: v(n) = A ω sin(ωn + φ)
Максимальная скорость: Vmax = A ω
Максимальная кинетическая энергия: Ekin_max = 0.5 m Vmax^2
Максимальная потенциальная энергия: Epot_max = 0.5 k A^2
Это основные шаги, которые нужно выполнить для решения контрольной по данной теме.