Тело массой m=0,3 кг, прикреплённое к пружину жесткостью 18,33 H/м, совершает колебания с амплитудой 1 см. Найти, при каком смещении тела от положения равновесия его ускорение равно 0.3 м/с^2, и определить максимальное значение скорости тела
Для начала найдем период колебаний тела по формуле: T = 2π√(m/k), где m - масса тела, k - жесткость пружины.
T = 2π√(0,3 / 18,33) ≈ 2,85 с.
Ускорение тела при смещении x от положения равновесия можно найти по формуле Гука: a = -kx/m.
Так как ускорение равно 0.3 м/с^2, то: 0.3 = -18,33x / 0,3, x = -0.006 м ≈ -6 мм.
Максимальная скорость тела достигается в крайних положениях, поэтому когда x = ±1 см = ±0.01 м. При этом скорость равна: v = ±ω√(A^2 - x^2), где ω - угловая частота колебаний, A - амплитуда колебаний.
ω = 2π / T ≈ 2,21 рад/с.
v = ±2,21√(0,01 - 0,006^2) ≈ ±0,066 м/с.
Таким образом, максимальная скорость тела равна примерно 0,066 м/с.
Для начала найдем период колебаний тела по формуле:
T = 2π√(m/k),
где m - масса тела, k - жесткость пружины.
T = 2π√(0,3 / 18,33) ≈ 2,85 с.
Ускорение тела при смещении x от положения равновесия можно найти по формуле Гука:
a = -kx/m.
Так как ускорение равно 0.3 м/с^2, то:
0.3 = -18,33x / 0,3,
x = -0.006 м ≈ -6 мм.
Максимальная скорость тела достигается в крайних положениях, поэтому когда x = ±1 см = ±0.01 м. При этом скорость равна:
v = ±ω√(A^2 - x^2),
где ω - угловая частота колебаний, A - амплитуда колебаний.
ω = 2π / T ≈ 2,21 рад/с.
v = ±2,21√(0,01 - 0,006^2) ≈ ±0,066 м/с.
Таким образом, максимальная скорость тела равна примерно 0,066 м/с.