72 км/саат ылдамдык менен келе жаткан мотоциклчен адам кыймылын акырандатып, 20 с ичинде ылдамдынгын 36км/саатка чейин азайтты. Ылдамданууну аныктагыла.(-0,5 м/с².)

Дано

А=0.10 м
m=0.8 кг
k= 12.8 Н/м
t₀=2 сек
Ф₀=π/6
x=A*cos(ωt+Ф₀)

Найти ω,T, x₀, Eк, Eп ?

Поскольку это гармоническое колебании и фаза в косинусе повторяется каждые 2π
то ωt+Ф₀+2π=ω(t+T)+Ф₀
ωt+2π=ωt+ωT
ωT=2π  T=2π/ω

В момент t=0 x=0.1*cos(ω*0+π/6)  x=0.1(√3)/2=(√3)/20
Скорость v производная x  v=x'
v= -ωA*sin(ωt+Ф₀) в точке t=0 v=-ω*0.1*sin(ω*0+π/6)=-0.1ω/2= -ω/20

В момент времени t=0
E=Eп+Eк=kx²/2+mv²/2=12.8Н/м*(3/400)/2+0.8*ω²/2*400=(19,2+0,4ω²)/400

v=0 когда sin(ωt+Ф₀)=0
или ωt+Ф₀=0+πn
ωt=5π/6
В момент когда v=0 найдем x=A*cos(ωt+Ф₀)=0.1cos(5π/6+π/6)=-0,1
То есть колебании [-1/10; 1/10]
в момент когда x=+-1/10 энергия будет
E=Eп=kx²/2=(12.8*1/100)/2=6,4/100

Полная энергия сохраняется
(19,2+0,4ω²)/400=6,4/100
19,2+0,4ω²=6․4*4
ω²=(6․4*4-19.2)/0.4
ω²=16  ω=4 с⁻¹ (ответ)
мы знаем что T=2π/ω=2π/4=π/2 (ответ)

В момент t₀=2 x₀=0.1*cos(4*2+π/6) =cos(8+π/6)/10
v=-ω*0.1*sin(ω*2+π/6)= -0,4sin(8+π/6)= -4sin(8+π/6)/10

Eк=mv²/2=0.8*16sin² (8+π/6)/100/2=6.4*sin² (8+π/6)/100  (ответ)
Eп=kx²/2=12.8*cos²(8+π/6)/100/2=6.4*cos²(8+π/6)/100  (ответ)

Видно что Eп+Eк=6,4/100*(sin²(8+π/6)+cos²(8+π/6))=6.4/100 такая же энергия была когда v=0

1. Дано:

S = 196 дм² = 1,96 м²

F = 2 кН = 2000 Н

p - ?

По определению:

p = F / S ;

p = 2000 Н / 1,96 м² ≈ 1020 Па .

2. Дано:

a = 7,5 см = 0,075 м

m = 15 кг

g ≈ 10 Н/кг

p - ?

Площадь опоры одной ножки стола:

S₁ = a² ;

Так как у стола 4 ножки, то общая площадь опоры стола:

S = S₁ · 4 = a² · 4 ;

Сила, с которой стол действует на поверхность - это вес стола. Поскольку стол находится в состоянии покоя, то его вес совпадает с силой тяжести, действующей на него:

P = Fтяж = m · g ;

По определению:

p = P / S ;

p = (m · g) / (a² · 4) ;

p = (15 кг · 10 Н/кг) / ((0,075 м)² · 4) =

= 150 / 0,3 Па = 500 Па .

3. Дано:

a = 80 см = 0,8 м

ρ = 2300 кг/м³ (плотность бетона)

g ≈ 10 Н/кг

p - ?

Объём бетонного куба:

V = a³ ;

По определению:

ρ = m / V ⇒ m = ρ · V = ρ · a³ ;

Сила, с которой куб действует на поверхность - это вес куба. Поскольку куб покоится, то его вес совпадает с силой тяжести, действующей на него:

P = Fтяж = m · g = ρ · a³ · g ;

Площадь опоры куба:

S = a² ;

Тогда давление, оказываемое кубом на поверхность:

p = P / S = (ρ · a³ · g) / a² = ρ · a · g ;

p = 2300 кг/м³ · 0,8 м · 10 Н/кг = 18400 Па .

4. Дано:

m = 120 кг

p = 9,8 кПа = 9800 Па

S - ?

По определению:

p = P / S ⇒ S = P / p ;

Сила, с которой статуя давит на поверхность - это вес статуи. Поскольку статуя находится в состоянии покоя, то её вес совпадает с силой тяжести, действующей на неё:

P = Fтяж = m · g ;

Тогда площадь основания статуи:

S = (m · g) / p ;

S = (120 кг · 10 Н/кг) / 9800 Па ≈ 0,12 м² .