Маятник совершил 50 колебаний за 25 секунд. Определите период и частоту колебаний маятника.
Период колебаний (T) – это время, за которое совершается одно полное колебание. Частота колебаний (ν) – это количество колебаний в единицу времени.
Ответ: Период колебаний равен 0.5 с, частота колебаний равна 2 Гц.
Амплитуда свободных колебаний тела равна 3 см. Какой путь прошло это тело за 1/2 периода колебаний?
Амплитуда (A) – это максимальное отклонение тела от положения равновесия. За один период тело проходит путь, равный 4 амплитудам (4A). За половину периода тело проходит путь, равный 2 амплитудам (2A).
\[ \text{Путь} = 2 \times A \]Так как амплитуда равна 3 см: \[ \text{Путь} = 2 \times 3 \text{ см} = 6 \text{ см} \]
Ответ: Тело прошло путь 6 см за 1/2 периода колебаний.
За одно и то же время первый математический маятник совершил 40 колебаний, а второй – 60. Определите отношение длины первого маятника к длине второго.
Период колебаний математического маятника зависит от его длины (l) и ускорения свободного падения (g):
\[ T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}} \]Пусть T1 и T2 – периоды первого и второго маятников, l1 и l2 – их длины. Тогда:
\[ T_1 = 2\pi \sqrt{\frac{l_1}{g}} \] и \[ T_2 = 2\pi \sqrt{\frac{l_2}{g}} \]Отношение периодов:
\[ \frac{T_1}{T_2} = \frac{40}{60} = \frac{2}{3} \]Так как \[ T \propto \sqrt{l} \], то \[ \frac{T_1}{T_2} = \sqrt{\frac{l_1}{l_2}} \]
Возведем обе части в квадрат: \[ (\frac{2}{3})^2 = \frac{l_1}{l_2} \] \[ \frac{l_1}{l_2} = \frac{4}{9} \]
Ответ: Отношение длины первого маятника к длине второго равно 4/9.
С какой скоростью проходит груз пружинного маятника положение равновесия, если жёсткость пружины 400 Н/м, амплитуда колебаний 2 см? Масса груза 1 кг.
Максимальная скорость (vmax) груза пружинного маятника в положении равновесия определяется по формуле:
\[ v_{max} = A\omega \], где \[ \omega = \sqrt{\frac{k}{m}} \]A – амплитуда, k – жёсткость пружины, m – масса груза.
Ответ: Груз проходит положение равновесия со скоростью 0.4 м/с.
По графику гармонических колебаний определите амплитуду, период и частоту колебаний.
Из графика видно:
Ответ: Амплитуда равна 0.4, период равен 0.4 с, частота равна 2.5 Гц.
На озере в безветренную погоду с лодки сбросили тяжелый якорь. От места бросания пошли волны. Человек, стоящий на берегу, заметил, что волна дошла до него через 50 с, расстояние между соседними горбами волн 50 см, а за 5 с было 20 всплесков о берег. Как далеко от берега находилась лодка?
Расстояние между соседними горбами – это длина волны (λ), λ = 50 см = 0.5 м.
За 5 с было 20 всплесков, значит частота (ν) равна:
\[
u = \frac{20}{5 \text{ с}} = 4 \text{ Гц} \]
Скорость волны:
\[ v = \lambda
u = 0.5 \text{ м} \times 4 \text{ Гц} = 2 \text{ м/с} \]
Волна дошла до берега за 50 с, значит расстояние (d) равно: \[ d = v \times t = 2 \text{ м/с} \times 50 \text{ с} = 100 \text{ м} \]
Ответ: Лодка находилась на расстоянии 100 метров от берега.
Две тележки движутся навстречу друг другу с одинаковыми по модулю скоростями 5 м/с. Массы тележек 1 кг и 4 кг. Какой будет их скорость после того, как сработает сцепка?
Используем закон сохранения импульса:
\[ m_1v_1 + m_2v_2 = (m_1 + m_2)v \]Где m1 = 1 кг, m2 = 4 кг, v1 = 5 м/с, v2 = -5 м/с (движется навстречу).
Подставим значения: \[ (1 \text{ кг} \times 5 \text{ м/с}) + (4 \text{ кг} \times (-5 \text{ м/с})) = (1 \text{ кг} + 4 \text{ кг})v \] \[ 5 \text{ кг·м/с} - 20 \text{ кг·м/с} = 5 \text{ кг} \times v \] \[ -15 \text{ кг·м/с} = 5 \text{ кг} \times v \] \[ v = \frac{-15 \text{ кг·м/с}}{5 \text{ кг}} = -3 \text{ м/с} \]
Ответ: Скорость тележек после сцепки будет -3 м/с (то есть в направлении движения второй тележки).
Для каждого физического понятия из первого столбца подберите соответствующий пример из второго столбца.
Ответ: 1-8, 2-6, 3-1
Ответ: (смотрите решения выше)
Ты отлично справился с этими задачами! Продолжай в том же духе, и у тебя всё получится! Если возникнут ещё вопросы, не стесняйся спрашивать.