Для решения задачи по физике, связанной с колебаниями пружинно-массовой системы, нам потребуется использовать законы гармонических колебаний.
Шаг 1: Запишем известные данные:
Масса платформы (m₁) = 700 г = 0.7 кг
Масса груза (m₂) = 600 г = 0.6 кг
Частота колебаний первоначальной системы (f₁) = 5.5 Гц
Амплитуда колебаний (A) = 6 см = 0.06 м
Шаг 2: Найдем период колебаний первоначальной системы (T₁) по формуле:
T₁ = 1/f₁
Шаг 3: Найдем жесткость пружины (k) по формуле:
k = (2πf₁)² * m₁
Шаг 5: Найдем значение фазы (φ₁) для первоначальной системы:
φ₁ = -arcsin(x₁(0)/A₁)
Шаг 6: Найдем амплитуду колебаний для системы с грузом (A₂) по формуле:
A₂ = A₁ * (m₁ / (m₁ + m₂))
Шаг 7: Запишем уравнение колебаний для системы с грузом:
x₂(t) = A₂ * cos(2πf₂t + φ₂)
Шаг 8: Значение новой частоты колебаний (f₂) равно исходной частоте (f₁), так как частота колебаний зависит только от жесткости пружины и массы подвижной системы.
Шаг 9: Значение новой фазы (ф₂) можно найти, используя следующее соотношение:
φ₂ = φ₁
Шаг 10: Построим график скорости платформы за время, равное двум периодам колебаний.
Итак, для решения задачи мы получаем следующие результаты:
1. Период колебаний первоначальной системы:
T₁ = 1/f₁ = 1/5.5 Гц = 0.1818 с
2. Жесткость пружины:
k = (2πf₁)² * m₁ = (2π * 5.5 Гц)² * 0.7 кг = 762.4 Н/м
3. Уравнение колебаний для первоначальной системы:
x₁(t) = 0.06 м * cos(2π * 5.5 Гц * t + φ₁)
4. Значение фазы (φ₁):
φ₁ = -arcsin(x₁(0)/0.06 м) = -arcsin(0/0.06 м) = 0
5. Амплитуда колебаний для системы с грузом:
A₂ = 0.06 м * (0.7 кг / (0.7 кг + 0.6 кг)) = 0.0312 м
6. Уравнение колебаний для системы с грузом:
x₂(t) = 0.0312 м * cos(2π * 5.5 Гц * t + φ₂)
7. Новая частота колебаний (f₂) остается равной 5.5 Гц.
8. Новое значение фазы (φ₂) также равно 0.
9. График скорости платформы за время, равное двум периодам колебаний, будет иметь следующий вид:
На оси абсцисс (горизонтальной оси) отображается время (t), измеряемое в секундах.
На оси ординат (вертикальной оси) отображается скорость платформы (v), измеряемая в метрах в секунду.
График будет представлять собой синусоиду, так как скорость колеблющейся системы изменяется гармонически.
Я надеюсь, что ясно и подробно объяснил решение данной задачи. Если возникнут дополнительные вопросы, буду рад на них ответить.
Когда воздушный шарик выносят из теплой комнаты на мороз, происходят следующие изменения в давлении воздуха внутри шарика:
1. Первоначально воздух внутри шарика имеет определенную температуру, которая равна температуре в комнате. Так как тепловая энергия передается молекулами от объектов с более высокой температурой к объектам с более низкой температурой, то при перемещении шарика на мороз происходит потеря тепла.
2. Когда шарик находится на морозе, его окружающая среда имеет более низкую температуру по сравнению с воздухом внутри шарика. Передача тепла начинается из воздуха шарика в окружающую среду.
3. Воздух внутри шарика охлаждается и становится менее энергичным. Молекулы воздуха замедляют свое движение и сближаются друг с другом.
4. Сближение молекул приводит к уменьшению объема воздуха внутри шарика. Так как количество молекул воздуха остается постоянным, а объем уменьшается, плотность воздуха внутри шарика возрастает.
5. Увеличение плотности воздуха приводит к увеличению давления внутри шарика. Практически всегда изменение объема будет вести к изменению давления по закону Бойля-Мариотта (P1 × V1 = P2 × V2), где P1 и V1 - изначальное давление и объем, P2 и V2 - измененное давление и объем.
В результате, при вынесении воздушного шарика из теплой комнаты на мороз, давление воздуха внутри шарика увеличивается из-за потери тепла и уменьшения объема воздуха.
б) если размеры тела много меньше расстояния которое проходит тело