На конец пружины жёсткостью 346 Н/м горизонтального маятника, груз которого имеет массу 1,5 кг, действует переменная сила, частота колебаний которой равна 14 Гц. Определи, будет ли при этом наблюдаться резонанс. При расчётах прими π=3,14. (Вычисления проводи с точностью до сотых. ответ поясни, вставив пропущенные слова в заготовленную форму.)
ответ: частота собственных колебаний пружинного маятника равна
Гц.
Поскольку частота вынуждающей силы
частоте собственных колебаний маятника, резонанс наблюдаться
Вертикальная составляющая скорости в верхней точке траектории равна нулю, поэтому скорость тела в данной точке равна горизонтальной составляющей, а ускорение, нормальное к вектору этой скорости – это ускорение свободного падения, поэтому:
R = (Vx)²/g = (Vo²*cos²α)/g.
Отсюда находим начальную скорость:
Vo = √(Rg/cos²α) = √((15,6*10)/(√3/2)²) = √(156/(3/4) = √208= 4√13 ≈
14,42221 м/с.
Максимальная высота подъёма составит: h = (Vo²*sin²a)/2g =(208*(1/4))/(2*10) = 52/20 = 2,6 м.
Силя тяжести, действующая на девочку (то есть сила притяжения Землёй девочки) Fт = m*g = 45 кг * 9,8 м/с^2 = 441 Н.
С такой же силой и девочка притягивает Землю.
По второму закону Ньютона если на Землю массой M действует сила Fт, то Земля движется с ускорением, которое можно посчитать так:
a = Fт / M = 441 Н / (6,0*10^24 кг) = 7,35 * 10^(-23) м/с^2
Это ответ.
Для понимания полученной величины:
Если тело начнёт двигаться из состояния покоя с таким ускорением, то оно пройдёт расстояние в толщину волоса (пусть 0,08 мм) за... 46 лет и 9 с половиной месяцев