Маленький шарик массой m, надетый на горизонтальную гладкую спицу между двух пружин жёсткостью k, совершает гармоничные колебания с амплитудой а. концы пружин прикреплены к вертикальным стенкам. определите, как измеряется период колебаний шарика и максимальная кинетическая энергия шарика, если систему заменить на другую, изображённую на рисунке 2 при неизменной амплитуде колебания.
для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
запишите выбранные 2 цифры для каждой величины. цифры в ответе могу повторяться.
Объяснение:
Высота подъема ракеты:
H₁ = a·t²/2 или
H₁ = 2t² (1)
Координата x снаряда:
x = t·V₀·cos α
Считая x = L = 9 000 м
имеем:
cos α = 9000 / (400·t)
cos α = 9000 / (400·t) = 22,5 / t
sin α = √ (1 - (22,5/t)²) = √ (1 - 500/t²)
Координата Y снаряда:
Y = t·V₀·sinα - gt²/2 = t·400·√ (1 - 500/t²) - 5·t² (2)
Приравняем (2) и (1)
t·400·√ (1 - 500/t²) - 5·t² = 2t²
400·√ (1 - 500/t²) = 7·t
Отсюда: снаряд попадет в ракету через:
t = 25 c
Тогда угол:
cos α =22,5 / t = 22,5/25 = 0,9
α = 25°
a=3см/c^2=0,03м/с^2;
v1=18км/ч=5м/c;
v2=54км/ч=15м/c
s-?
По условию, оба поезда одинаковый путь, т.е S1=S2;
Для первого тела этот путь равен
v0t+at^2/2=0,03*t^2/2
Для второго тела этот путь равен
v(средняя второго поезда)*t, найдем её:
Vср=L/T
T=t1+t1 (время на первом участке и время на втором участке);
t1=L1/v1=L/2V1;
t2=L2/v2=l/2V2; (L1 и L2 - путь на первом и втором участке соответственно);
Тогда T=L/2V1+L/2V2=L/2*((V1+V2)/(V1*V2));
Тогда Vср=2(V1*V2)/(V1+V2)=2*5*15/(5+15)=7,5м/c;
S1=S2;
0,03t^2/2=7,5t;
0,03t^2=15t;
0,03t=15;
t=15/0,03=500с;
Оба поезда одинаковый путь, поэтому нам достаточно найти путь одного поезда:
s=7,5*500=3750 (м)
ответ:s=3750 м