На доске лежит груз массой 6кг. Доска совершает горманические колебания с периодом 0,811с и амплитудой, равной 3 см. Определить в кг вес груза в момент времени, равный 1/8 периода колебаний. Время отсчитывается от момента, когда доска, поднимаясь, проходит среднее положение
Период колебаний равен 0,811 с, следовательно, 1/8 периода равно 0,811/8 = 0,101375 с.
Находим уравнение гармонических колебаний:
x(t) = Asin(2π/T*t),
где x(t) - перемещение точки в момент времени t,
A - амплитуда колебаний,
T - период колебаний.
Подставляем известные значения:
x(t) = 0,03sin(2π/0,811*t).
Теперь находим силу упругости, действующую на груз в момент времени t:
F(t) = m*a(t),
где m - масса груза,
a(t) - ускорение груза в момент времени t.
Ускорение груза можно выразить как вторую производную перемещения груза:
a(t) = -ω^2*x(t),
где ω - угловая частота колебаний.
Угловая частота колебаний равна ω = 2*π/T.
Подставляем значения и находим ускорение груза:
a(t) = - (2π/0,811)^2 0,03sin(2π/0,811*t).
Теперь можем найти силу упругости в момент времени t = 0,101375 с:
F(0,101375) = 6 - (2π/0,811)^2 0,03sin(2π/0,8110,101375) ≈ -6,22 Н.
Таким образом, в момент времени, равном 1/8 периода колебаний, вес груза равен примерно 6,22 Н.