Если и длину математического маятника, и массу его груза уменьшить в 9 раз, то частота свободных гармонических колебаний маятника 1) увеличится в 9 раза 2) увеличится в 3 раза 3) уменьшится в 9 раза 4) уменьшится в 3 раза
Добрый день, ученик! Давай разберем этот вопрос по порядку.
Для начала, давай разберемся, что такое свободные гармонические колебания и частота колебаний маятника.
Свободные гармонические колебания - это колебания, которые возникают у тела после разгрузки, то есть когда на него не действуют никакие внешние силы. Математический маятник - это именно пример тела, которое совершает свободные гармонические колебания.
Частота колебаний маятника - это количество колебаний, которые происходят за одну секунду. Частота измеряется в герцах (Гц).
Теперь вернемся к вопросу. Если мы уменьшим и длину маятника и массу его груза в 9 раз, как это повлияет на его частоту свободных гармонических колебаний?
Чтобы ответить на этот вопрос, воспользуемся формулой для расчета частоты колебаний математического маятника:
f = 1 / (2 * π * √(L / g))
где f - частота колебаний, L - длина маятника, g - ускорение свободного падения (приближенно равно 9,8 м/с^2).
Мы знаем, что длину и массу маятника уменьшили в 9 раз. То есть новая длина маятника будет L/9. Тогда новая формула для частоты колебаний будет:
f' = 1 / (2 * π * √((L/9) / g))
Обрати внимание, что ускорение свободного падения, g, остается неизменным, так как не зависит от изменения длины или массы маятника.
Давай теперь сравним изначальную частоту колебаний f и новую частоту колебаний f':
Для начала, давай разберемся, что такое свободные гармонические колебания и частота колебаний маятника.
Свободные гармонические колебания - это колебания, которые возникают у тела после разгрузки, то есть когда на него не действуют никакие внешние силы. Математический маятник - это именно пример тела, которое совершает свободные гармонические колебания.
Частота колебаний маятника - это количество колебаний, которые происходят за одну секунду. Частота измеряется в герцах (Гц).
Теперь вернемся к вопросу. Если мы уменьшим и длину маятника и массу его груза в 9 раз, как это повлияет на его частоту свободных гармонических колебаний?
Чтобы ответить на этот вопрос, воспользуемся формулой для расчета частоты колебаний математического маятника:
f = 1 / (2 * π * √(L / g))
где f - частота колебаний, L - длина маятника, g - ускорение свободного падения (приближенно равно 9,8 м/с^2).
Мы знаем, что длину и массу маятника уменьшили в 9 раз. То есть новая длина маятника будет L/9. Тогда новая формула для частоты колебаний будет:
f' = 1 / (2 * π * √((L/9) / g))
Обрати внимание, что ускорение свободного падения, g, остается неизменным, так как не зависит от изменения длины или массы маятника.
Давай теперь сравним изначальную частоту колебаний f и новую частоту колебаний f':
f' / f = (1 / (2 * π * √((L/9) / g))) / (1 / (2 * π * √(L / g)))
Заметим что знаменатель и числитель в формуле равны. Это значит, что они упрощаются, а f' / f равно:
f' / f = (√(L / g)) / (√((L/9) / g))
Применим знаменатель этой дроби:
f' / f = (√(L / g)) / (√((L/9) / g)) * (√((9 * L) / (9 * g))) / (√((9 * L) / (9 * g)))
Обрати внимание, что (√(9 * L / g)) в знаменателе и в числителе будут сокращены:
f' / f = (√(L / g)) / (√((L/9) / g)) * (√((9 * L) / (9 * g))) / (√((9 * L) / (9 * g))) = (√(L / g)) / (√((L/9) / g)) * 1 = (√(L / g)) / (√((L/9) / g))
Теперь применим произведение корней в знаменателе и числителе:
f' / f = (√(L / g)) / (√((L/9) / g)) = (√(L / g)) * (√(g / (L/9)))
Заметим, что корень квадратный из г находится в числителе и знаменателе и они сокращаются:
f' / f = (√(L / g)) * (√(g / (L/9))) = √(L / (L/9)) = √((L*9) / L) = √9 = 3
Итак, мы получили, что f' / f = 3. Это значит, что частота свободных гармонических колебаний маятника увеличится в 3 раза (вариант 2).
Я надеюсь, что объяснение было понятным и полным. Если у тебя остались вопросы, не стесняйся задавать их!