М
Молодежь
К
Компьютеры-и-электроника
Д
Дом-и-сад
С
Стиль-и-уход-за-собой
П
Праздники-и-традиции
Т
Транспорт
П
Путешествия
С
Семейная-жизнь
Ф
Философия-и-религия
Б
Без категории
М
Мир-работы
Х
Хобби-и-рукоделие
И
Искусство-и-развлечения
В
Взаимоотношения
З
Здоровье
К
Кулинария-и-гостеприимство
Ф
Финансы-и-бизнес
П
Питомцы-и-животные
О
Образование
О
Образование-и-коммуникации
Нурай231
Нурай231
11.10.2020 19:56 •  Физика

Напишите уравнение движения пружинного маятника x(t), если m = 1 кг, k = 10 Н/м, A = 10 см. Определите координату в момент времени t = 4 с.​

👇
Ответ:
skromnikplay
skromnikplay
11.10.2020
Хорошо, давайте разберем этот вопрос пошагово.

У нас есть пружинный маятник, и мы хотим найти уравнение его движения и координату в момент времени t=4с.

1. Для начала, давайте напишем уравнение движения пружинного маятника. Уравнение движения пружинного маятника может быть записано как:

m*x''(t) + k*x(t) = 0,

где m - масса маятника, x(t) - координата маятника в момент времени t, k - коэффициент упругости пружины.

2. Заметим, что это уравнение является линейным дифференциальным уравнением второго порядка. Для его решения, мы использовать предположение, что x(t) = A*cos(ωt + φ), где A - амплитуда колебаний, ω - угловая скорость колебаний, φ - фазовый сдвиг.

3. Чтобы определить значения A, ω и φ, мы воспользуемся начальными условиями. У нас дана амплитуда A=10см, что равно 0.1м при переводе в метры.

4. Дифференцируя уравнение движения дважды по времени, получаем:

x''(t) = -ω^2*A*cos(ωt + φ).

5. Подставляя данное выражение в уравнение движения, получим:

-m*ω^2*A*cos(ωt + φ) + k*A*cos(ωt + φ) = 0.

6. Делим это уравнение на A*cos(ωt + φ) и упрощаем:

-m*ω^2 + k = 0.

7. Решая это уравнение относительно ω, получаем:

ω^2 = k/m,
ω = sqrt(k/m).

8. Подставляем полученное значение ω обратно в уравнение движения, чтобы найти φ:

-m*(sqrt(k/m))^2 + k = 0,
-m*k/m + k = 0,
-k + k = 0,
0 = 0.

9. Поскольку 0 = 0 является всегда истинным утверждением, мы не можем найти четкое значение для φ. Это означает, что фазовый сдвиг φ может быть любым.

10. Таким образом, окончательное уравнение движения пружинного маятника будет выглядеть как:

x(t) = A*cos(ωt + φ),
x(t) = 0.1*cos(ωt + φ).

11. Теперь давайте найдем координату в момент времени t=4с. Подставляем t=4с в уравнение:
x(4) = 0.1*cos(ω*4 + φ).

12. Однако, поскольку у нас нет конкретных значений для ω и φ, мы не можем точно вычислить x(4). Мы можем только сказать, что x(4) будет равно 0.1 умножить на значение cos(ω*4 + φ).
4,7(30 оценок)
Проверить ответ в нейросети
Это интересно:
Новые ответы от MOGZ: Физика
logo
Вход Регистрация
Что ты хочешь узнать?
Спроси Mozg
Открыть лучший ответ