Задачи по физике решение. 1. Напротив следующих колебательных процессов пометьте, являются ли они свободными
(С), вынужденными (В), автоколебаниями (А).
а) Колебания струны скрипки во время движения по ней смычком
б) работа отбойного молотка в руках рабочего
в) трепыхание крыльев колибри
г) качание маятника после толчка
д) вибрация руля в процессе движения автомобиля
е) вибрация вазы после удара по ней ложкой
2. Частота пружинного маятника равна 2 Гц. За 40 секунд маятник проходит путь равный 3,2м. Определить амплитуду колебаний маятника.
3. Период колебаний маятника равна 4,95 с. Его скорость в момент прохождения точки равновесия равна 4 м/с.
Определить,
а) максимаьную высоту подъема маятника от точки равновесия,
б) максимальный угол отклонения нити маятника от вертикали.
4. Амплитуда колебаний крыльев шмеля равна 2 мм, а частота 50 Гц. Определить, какой путь пройдет кончик крылышка шмеля за 15 секунд?
5. Есть два маятника. Собственная частота колебаний первого 0,2 Гц. Период колебаний второго составляет 9 секунд. В начальный момент времени оба маятника отводят в крайнее левое положение и отпускают. Через какое время оба маятника также окажутся в крайнем левом положении? Колебания считать незатухающими.
Объяснение:
1. Напротив следующих колебательных процессов пометьте, являются ли они свободными (С), вынужденными (В), автоколебаниями (А).
а) Колебания струны скрипки во время движения по ней смычком (В)
б) работа отбойного молотка в руках рабочего (А)
в) трепыхание крыльев колибри (В)
г) качание маятника после толчка (С)
д) вибрация руля в процессе движения автомобиля (А)
е) вибрация вазы после удара по ней ложкой (С)
2. Частота пружинного маятника равна 2 Гц. За 40 секунд маятник проходит путь равный 3,2м. Определить амплитуду колебаний маятника.
Дано:
v = 2 Гц
t = 40 с
S = 3,2 м
A - ?
Период колебаний:
T = 1/v = 1/2 = 0,5 с
Но:
T = t/N, отсюда число полных периодов:
N = t/T = 40/0,5 = 80
За один период маятник проходит путь:
S₁ = S/N = 3,2 / 80 = 0,04 м или 4 см
Амплитуда:
A = S₁/4 = 4 / 4 = 1 см
3. Период колебаний маятника равна 4,95 с. Его скорость в момент прохождения точки равновесия равна 4 м/с.
Дано:
T = 4,95 c
V = 4 м/с
H - ?
α = ?
1)
Длина нити маятника из формулы:
T = 2π·√ (L/g)
T² = 4·π²·L/g
L = g·T² / (4·π²) = 9,8·4,95² / (4·3,14²) ≈ 6 м
По закону сохранения энергии:
m·V² / 2 = m·g·Н
Н = V²/g = 4² / 9,8 ≈ 1,6 м
Угол отклонения:
cos α = (L - H)/H = (6 - 1,6)/6 ≈ 0,733
α = 43°
4. Амплитуда колебаний крыльев шмеля равна 2 мм, а частота 50 Гц. Определить, какой путь пройдет кончик крылышка шмеля за 15 секунд?
Дано:
A = 2 мм
v = 50 Гц
t = 15 с
S - ?
Число колебаний:
N = t·v = 15·50 = 750
Путь:
S = 4·A·N = 4·2·750 = 6 000 мм или 6 м
5.
Все формулы тебе теперь знакомы. С этой задачей, надеюсь, справишься...