Задача по физике Определите период Т и начальную фазу фи0 колебаний если Vx(0)=0, ax(0)=-13.5. Постройте векторную диаграмму для момента времени t=0 и графики изменений координаты, скорости и ускорения от времени: x(t), vx(t), ax(t)
Для решения задачи необходимо использовать формулы для гармонических колебаний:
x(t) = A cos(ωt + φ) v(t) = -A ω sin(ωt + φ) a(t) = -A ω^2 * cos(ωt + φ)
где: A - амплитуда колебаний ω = 2π / T - угловая частота T - период колебаний φ - начальная фаза
Дано: Vx(0) = 0, ax(0) = -13.5
Так как Vx(0) = -A ω sin(φ) = 0, то sin(φ) = 0, следовательно, φ = n * π, где n - целое число.
Также ax(0) = a(0) = -A ω^2 cos(φ) = -13.5, выразим из этого уравнения A и подставим в уравнение для v(t):
A = 13.5 / ω^2
Теперь найдем те значения, которые удовлетворяют условию Vx(0) = 0. Они будут соответствовать фазовым углам, кратным π.
Построим графики изменений координаты, скорости и ускорения от времени:
График x(t) будет колебаться по косинусоиде со смещением φ и амплитудой A.График v(t) будет колебаться по синусоиде со смещением φ и амплитудой A * ω.Графика a(t) также будет колебаться по косинусоиде со смещением φ и амплитудой A * ω^2.
Векторная диаграмма в момент времени t=0 будет иметь вид: на оси Ox - откладывается вектор разности гармонических колебаний по координате и по скорости, на оси Oy - откладывается вектор ускорения.
Для решения задачи необходимо использовать формулы для гармонических колебаний:
x(t) = A cos(ωt + φ)
v(t) = -A ω sin(ωt + φ)
a(t) = -A ω^2 * cos(ωt + φ)
где:
A - амплитуда колебаний
ω = 2π / T - угловая частота
T - период колебаний
φ - начальная фаза
Дано:
Vx(0) = 0, ax(0) = -13.5
Так как Vx(0) = -A ω sin(φ) = 0, то sin(φ) = 0, следовательно, φ = n * π, где n - целое число.
Также ax(0) = a(0) = -A ω^2 cos(φ) = -13.5, выразим из этого уравнения A и подставим в уравнение для v(t):
A = 13.5 / ω^2
Теперь найдем те значения, которые удовлетворяют условию Vx(0) = 0. Они будут соответствовать фазовым углам, кратным π.
Построим графики изменений координаты, скорости и ускорения от времени:
График x(t) будет колебаться по косинусоиде со смещением φ и амплитудой A.График v(t) будет колебаться по синусоиде со смещением φ и амплитудой A * ω.Графика a(t) также будет колебаться по косинусоиде со смещением φ и амплитудой A * ω^2.Векторная диаграмма в момент времени t=0 будет иметь вид: на оси Ox - откладывается вектор разности гармонических колебаний по координате и по скорости, на оси Oy - откладывается вектор ускорения.