Контрольные задания > 1. Подвешенный на пружине жёсткостью 100 Н/м груз массой
500 г совершает вертикальные колебания. Амплитуда колебаний рав-
на 3 см.
а) Чему равно ускорение груза при прохождении положения рав-
новесия?
6) Чему равен период колебаний?
в) Чему равна наибольшая сила упругости пружины при колебани
ях?
Вопрос:
1. Подвешенный на пружине жёсткостью 100 Н/м груз массой
500 г совершает вертикальные колебания. Амплитуда колебаний рав-
на 3 см.
а) Чему равно ускорение груза при прохождении положения рав-
новесия?
6) Чему равен период колебаний?
в) Чему равна наибольшая сила упругости пружины при колебани
ях?
а) Ускорение груза при прохождении положения равновесия равно 0, так как в положении равновесия сила упругости пружины уравновешивает силу тяжести, и равнодействующая сила, а следовательно, и ускорение, равны нулю.
Ответ: 0
б) Период колебаний пружинного маятника определяется формулой:
$$T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}$$, где m - масса груза, k - жёсткость пружины.
Подставим значения:
m = 500 г = 0,5 кг
k = 100 Н/м
$$T = 2 \cdot 3.14 \cdot \sqrt{\frac{0.5}{100}} = 2 \cdot 3.14 \cdot \sqrt{0.005} = 6.28 \cdot 0.0707 = 0.444 \text{ с}$$
Ответ: 0,444 с
в) Наибольшая сила упругости пружины при колебаниях возникает в точках максимального отклонения от положения равновесия и определяется по закону Гука:
$$F = k \cdot x$$, где k - жёсткость пружины, x - величина деформации (амплитуда).
Подставим значения:
k = 100 Н/м
x = 3 см = 0,03 м
$$F = 100 \cdot 0.03 = 3 \text{ Н}$$
Ответ: 3 Н