Найдите период гармонических колебаний точки, если амплитуда скорости 1 м/с, а амплитуда ускорения 2 м/с2. Напишите уравнение и постройте график колебаний. В начальный момент времени смещение равно нулю.
Период гармонических колебаний можно найти по формуле:
T = \frac{2\pi}{\omega}
где \omega - циклическая частота, которую можно найти, зная амплитуду ускорения:
a = \omega^2 * A
где a - амплитуда ускорения, A - амплитуда скорости. Подставив известные значения, получаем:
2 = \omega^2 * 1
откуда:
\omega = \sqrt{2}
Теперь можем найти период:
T = \frac{2\pi}{\sqrt{2}} \approx 4.44 с
Уравнение гармонических колебаний имеет вид:
x(t) = A \cos(\omegat)
где A - амплитуда колебаний, x(t) - положение точки в момент времени t. В данном случае начальное смещение равно нулю, а амплитуда колебаний равна амплитуде скорости, поэтому уравнение будет:
x(t) = 1 \cos(\sqrt{2}t)
Построим график колебаний:
import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt t = np.linspace(0, 10, 1000) x = 1 * np.cos(np.sqrt(2) * t) plt.plot(t, x) plt.xlabel('Время, c') plt.ylabel('Положение точки, м') plt.title('График гармонических колебаний') plt.grid(True) plt.show()
На графике видно, что точка совершает гармонические колебания относительно начального положения.
Период гармонических колебаний можно найти по формуле:
T = \frac{2\pi}{\omega}
где \omega - циклическая частота, которую можно найти, зная амплитуду ускорения:
a = \omega^2 * A
где a - амплитуда ускорения, A - амплитуда скорости. Подставив известные значения, получаем:
2 = \omega^2 * 1
откуда:
\omega = \sqrt{2}
Теперь можем найти период:
T = \frac{2\pi}{\sqrt{2}} \approx 4.44 с
Уравнение гармонических колебаний имеет вид:
x(t) = A \cos(\omegat)
где A - амплитуда колебаний, x(t) - положение точки в момент времени t. В данном случае начальное смещение равно нулю, а амплитуда колебаний равна амплитуде скорости, поэтому уравнение будет:
x(t) = 1 \cos(\sqrt{2}t)
Построим график колебаний:
import numpy as npimport matplotlib.pyplot as plt
t = np.linspace(0, 10, 1000)
x = 1 * np.cos(np.sqrt(2) * t)
plt.plot(t, x)
plt.xlabel('Время, c')
plt.ylabel('Положение точки, м')
plt.title('График гармонических колебаний')
plt.grid(True)
plt.show()
На графике видно, что точка совершает гармонические колебания относительно начального положения.