Период гармонических колебаний материальной точки, колеблющейся вдоль оси Ох, Т=2.4с. Через какой минимальный промежуток времени смещение точки из положения равновесия будет равно половине амплитуды?
Полуамплитуда A = x_max = x_0, где x_0 - амплитуда.
Чтобы найти момент времени, когда смещение будет равно половине амплитуды, нужно выразить это условие в виде уравнения:
|x(t)| = A/2,
где t - искомое время.
Так как колебание гармоническое, то смещение имеет вид:
x(t) = A*cos(ωt).
Подставляя в уравнение, получаем:
|A*cos(ωt)| = A/2.
Поэтому |cos(ωt)| = 1/2.
Это выполнится при угле π/3 (60°) и -π/3 (120°).
Так как колебания описывают меняющееся с течением времени смещение, то нужно найти отрезок времени между этими моментами. Так как периодическая функция, то будет это половина периода:
Δt = T/6 = 2.4/6 = 0.4 с.
Итак, через 0.4 с точка будет находиться в положении, равного половине амплитуды от положения равновесия.
Период колебаний можно найти по формуле:
T = 2π/ω,
где ω - угловая скорость.
Отсюда находим угловую скорость:
ω = 2π/T = 2π/2.4 = 5π/6 рад/с.
Полуамплитуда A = x_max = x_0, где x_0 - амплитуда.
Чтобы найти момент времени, когда смещение будет равно половине амплитуды, нужно выразить это условие в виде уравнения:
|x(t)| = A/2,
где t - искомое время.
Так как колебание гармоническое, то смещение имеет вид:
x(t) = A*cos(ωt).
Подставляя в уравнение, получаем:
|A*cos(ωt)| = A/2.
Поэтому |cos(ωt)| = 1/2.
Это выполнится при угле π/3 (60°) и -π/3 (120°).
Так как колебания описывают меняющееся с течением времени смещение, то нужно найти отрезок времени между этими моментами. Так как периодическая функция, то будет это половина периода:
Δt = T/6 = 2.4/6 = 0.4 с.
Итак, через 0.4 с точка будет находиться в положении, равного половине амплитуды от положения равновесия.