Одинаковые грузики, подвешенные к пружине, совершают вертикальные колебания. Когда сняли 5 грузиков, период колебаний уменьшился от 4,5 до 3 секунд. Определить начальное количество грузиков
Где ( k ) - коэффициент жесткости пружины, а ( m ) - масса одного грузика.
Упрощая уравнение, получаем:
[ 2\cdot 4.5 = 3 \cdot \sqrt{\frac{n}{n-5}} ]
[ 9 = \sqrt{\frac{n}{n-5}} ]
Возводим обе части уравнения в квадрат:
[ 81 = \frac{n}{n-5} ]
[ 81n-405 = n ]
[ 80n=405 ]
[ n=405/80 = 5.0625 ]
Из полученного результата видно, что начальное количество грузиков должно быть дробным числом, что противоречит условию задачи. Поэтому необходимо проверить правильность коэффициента жесткости пружины ( k ) и массы одного грузика ( m ) или пересмотреть формулу.
Пусть исходное количество грузиков равно ( n ), период колебаний с ( n ) грузиками равен 4,5 сек, а с ( n-5 ) грузиками равен 3 сек.
Тогда можно составить уравнение:
[
\sqrt{\frac{k}{m}} \cdot 2\pi \cdot 4.5 = \sqrt{\frac{k}{5m}} \cdot 2\pi \cdot 3
]
Где ( k ) - коэффициент жесткости пружины, а ( m ) - масса одного грузика.
Упрощая уравнение, получаем:
[
2\cdot 4.5 = 3 \cdot \sqrt{\frac{n}{n-5}}
]
[
9 = \sqrt{\frac{n}{n-5}}
]
Возводим обе части уравнения в квадрат:
[
81 = \frac{n}{n-5}
]
[
81n-405 = n
]
[
80n=405
]
[
n=405/80 = 5.0625
]
Из полученного результата видно, что начальное количество грузиков должно быть дробным числом, что противоречит условию задачи. Поэтому необходимо проверить правильность коэффициента жесткости пружины ( k ) и массы одного грузика ( m ) или пересмотреть формулу.