ΠœΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΈΠ΅ колСбания β€” Ρ‡Ρ‚ΠΎ это, ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΈ ΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚

КолСбания ― это процСсс, ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ состояниС систСмы измСняСтся, ΠΏΠΎΠ²Ρ‚ΠΎΡ€ΡΡΡΡŒ Π²ΠΎ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ, ΠΈ ΡΠΌΠ΅Ρ‰Π°ΡΡΡŒ Ρ‚ΠΎ Π² ΠΎΠ΄Π½Ρƒ, Ρ‚ΠΎ Π² Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΡƒΡŽ сторону ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ состояния равновСсия.

ΠŸΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ ― это врСмя, Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ²Ρ‚ΠΎΡ€ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚Π΅Π»ΠΈ систСмы, Ρ‚. Π΅. систСма ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ°Π΅Ρ‚ ΠΎΠ΄Π½ΠΎ ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΠ΅ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠ΅. ΠŸΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ измСняСтся Π² сСкундах.

Частота ― Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° обратная ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄Ρƒ: число ΠΏΠΎΠ»Π½Ρ‹Ρ… ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ Π·Π° Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ.

Частота измСряСтся Π² Π³Π΅Ρ€Ρ†Π°Ρ… [Π“Ρ†] = [c-1]. Частота Ρ€Π°Π²Π½Π°

\(\nu = \frac{1}{T}\) , Π³Π΄Π΅

v ― частота [Π“Ρ†];

T ― ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ [c].

Если извСстно, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π΅Π»ΠΎ ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ°Π΅Ρ‚ N ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ Π·Π° врСмя t, Ρ‚ΠΎ частоту Π΅Π³ΠΎ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠ°ΠΊ

\(\nu = \frac{N}{T}\) , Π³Π΄Π΅

Ξ½ ― частота [Π“Ρ†];

N ― количСство ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ;

t β€” врСмя [с].

Для описания ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… систСм, ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΡ… ΠΊΡ€ΡƒΠ³ΠΎΠ²Ρ‹Π΅ процСссы, ΡƒΠ΄ΠΎΠ±Π½ΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΊΡ€ΡƒΠ³ΠΎΠ²ΡƒΡŽ (Ρ†ΠΈΠΊΠ»ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ) частоту.

ЦикличСская частота ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ количСство ΠΏΠΎΠ»Π½Ρ‹Ρ… ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ происходят Π·Π° 2Ο€ сСкунд ΠΈ Ρ€Π°Π²Π½Π°:

Ο‰ = 2Ο€v ΠΈΠ»ΠΈ \(\omega = \frac{2\pi}{T}\)

Ο‰ ― цикличСская частота [Ρ€Π°Π΄/с];

Ξ½ ― частота [Π“Ρ†];

T ― ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ [c].

ГармоничСскиС колСбания ― колСбания, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… физичСскиС Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΏΠΎ Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Ρƒ синуса ΠΈΠ»ΠΈ косинуса.

ΠšΠΈΠ½Π΅ΠΌΠ°Ρ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΎΠ΅ ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ гармоничСских ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π²ΠΈΠ΄:

x(t) = Asin(Ο‰t + Ο†0) ΠΈΠ»ΠΈ x(t) = Acos(Ο‰t + Ο†0), Π³Π΄Π΅

x ― смСщСниС [ΠΌ];

t ― врСмя, [с];

A ― Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ [ΠΌ];

Ο‰ ― цикличСская частота [Ρ€Π°Π΄/с];

Ο†0 ― Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ Ρ„Π°Π·Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ, [Ρ€Π°Π΄];

(Ο‰t + Ο†0) ― полная Ρ„Π°Π·Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ [Ρ€Π°Π΄].

Π‘ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ (x) ― это ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ‚Π΅Π»Π° ΠΎΡ‚ полоТСния равновСсия. Π‘ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ являСтся ΠΊΠΎΠΎΡ€Π΄ΠΈΠ½Π°Ρ‚ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅Π»Π°, Ссли ΠΎΡ‚ΡΡ‡ΠΈΡ‚Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ Π΅Π΅ ΠΎΡ‚ полоТСния равновСсия.

Амплитуда ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ (A) ― максимальноС ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π»ΡŽΡ‰Π΅ΠΉΡΡ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹ ΠΎΡ‚ полоТСния равновСсия, Ρ‚. Π΅. максимальноС смСщСниС Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Π΅ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ Π₯max = A.

ΠΠ°Ρ‡Π°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ Ρ„Π°Π·Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ (Ο†0) опрСдСляСт смСщСниС Π² Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ, Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΠ΅ Π² Ρ€Π°Π΄ΠΈΠ°Π½Π°Ρ….

Π€Π°Π·Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ (Ο†) ΠΈΠ»ΠΈ полная Ρ„Π°Π·Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ, опрСдСляСт смСщСниС Π² Π΄Π°Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ, Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΠ΅ Π² Ρ€Π°Π΄ΠΈΠ°Π½Π°Ρ….

Π€Π°Π·Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ Ρ€Π°Π²Π½Π°

Ο† = Ο‰t + Ο†0, Π³Π΄Π΅

Ο† ― полная Ρ„Π°Π·Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ [Ρ€Π°Π΄];

Ο†0 ― Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ Ρ„Π°Π·Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ, [Ρ€Π°Π΄];

Ο‰ ― цикличСская частота [Ρ€Π°Π΄/с];

t ― врСмя, [с].

Рассмотрим гармоничСскиС колСбания, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ двиТСния Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π²ΠΈΠ΄

x(t) = Asin(Ο‰t), Π³Π΄Π΅

x ― смСщСниС [ΠΌ];

t ― врСмя, [с];

A β€” Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ [ΠΌ];

Ο‰ ― цикличСская частота [Ρ€Π°Π΄/с].

Из уравнСния x(t) = Asin(Ο‰t) слСдуСт, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ смСщСния Π½Π΅Ρ‚ (Ο†0 = 0) ΠΈ колСбания Π½Π°Ρ‡ΠΈΠ½Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΈΠ· полоТСния равновСсия. Π‘ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ x достигаСт максимального значСния Π₯max ΠΈ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Π΅ Π₯max = A, Π² Ρ‚ΠΎΡ‚ ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»ΡŒ синуса Ρ€Π°Π²Π΅Π½ Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Π΅ |sin(Ο‰t)| = 1. Когда x = A Ρ„Π°Π·Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ Ρ€Π°Π²Π½Π° \(\varphi = \frac{\pi}{2} + 2\pi n\) , ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° x = –A Ρ„Π°Π·Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠ½ΠΈΠΌΠ°Π΅Ρ‚ значСния \(\varphi = \frac{3\pi}{2} + 2\pi n\) , Π³Π΄Π΅ n = 0, 1 , 2, … N.

Π“Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠΊ колСбания ΠΊΠΎΠΎΡ€Π΄ΠΈΠ½Π°Ρ‚Ρ‹ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π²ΠΈΠ΄:

ΠžΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΠΌ ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΈ Π³Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠΊ колСбания скорости.

Π‘ΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ ― это производная ΠΊΠΎΠΎΡ€Π΄ΠΈΠ½Π°Ρ‚Ρ‹ ΠΏΠΎ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ: v = xt‘, Π³Π΄Π΅:

v ― ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ двиТСния Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ [ΠΌ/с];

x ― ΠΊΠΎΠΎΡ€Π΄ΠΈΠ½Π°Ρ‚Π° Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ [ΠΌ];

t ― врСмя, [с].

Π’Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ Π·Π°ΠΊΠΎΠ½ измСнСния ΠΊΠΎΠΎΡ€Π΄ΠΈΠ½Π°Ρ‚Ρ‹ Π½Π°ΠΌ извСстСн x(t) = Asin(Ο‰t), ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ двиТСния ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π»ΡŽΡ‰Π΅ΠΉΡΡ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ: v = xt‘ = |Asin(Ο‰t)|’t = Acos(Ο‰t).

Π£Ρ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ скорости Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ

v(t) = Acos(Ο‰t), Π³Π΄Π΅

v ― ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ двиТСния Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ [ΠΌ/с];

A β€” Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ [ΠΌ];

Ο‰ ― цикличСская частота [Ρ€Π°Π΄/с];

t ― врСмя, [с].

Π‘Ρ€Π°Π²Π½ΠΈΠ² ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ v(t) = AΟ‰cos(Ο‰t) с кинСматичСским ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ гармоничСских ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ, Π»Π΅Π³ΠΊΠΎ Π·Π°ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΡ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ AΟ‰ ― Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Π° измСнСния скорости, Π° Ο‰t ― Ρ„Π°Π·Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ скорости. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, максимальноС Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ скорости Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ vmax = AΟ‰, ΠΈ ΠΎΠ½ΠΎ достигаСтся ΠΏΡ€ΠΈ | cos(Ο‰t) | = 1, Ρ‚. Π΅. Ρ‚ΠΎΠ³Π΄Π°, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° Ρ„Π°Π·Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ скорости Ρ€Π°Π²Π½Π° Ο† = Ο€n, Π³Π΄Π΅ n = 0, 1, 2, … N.

Π“Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠΊ колСбания скорости Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π²ΠΈΠ΄:

Аналогично ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΈ Π³Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠΊ колСбания ускорСния Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ, которая двиТСтся ΠΏΠΎ гармоничСскому Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Ρƒ.

УскорСниС ― это производная скорости ΠΏΠΎ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ: a = vt‘, Π³Π΄Π΅

a ― ускорСниС двиТСния Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ [ΠΌ/с2];

v ― ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ двиТСния Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ [ΠΌ/с];

t ― врСмя, [с].

Π’Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ Π·Π°ΠΊΠΎΠ½ измСнСния скорости Π±Ρ‹Π» ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ Π²Ρ‹ΡˆΠ΅ v(t) = AΟ‰cos(Ο‰t), ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΠΌ ускорСния двиТСния ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π»ΡŽΡ‰Π΅ΠΉΡΡ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ: a = vt‘ = [AΟ‰cos(Ο‰t)]t‘ = –AΟ‰2sin(Ο‰t).

Π£Ρ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ускорСния Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ a(t) = –AΟ‰2sin(Ο‰t), Π³Π΄Π΅

a ― ускорСниС двиТСния Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ [ΠΌ/с2];

A β€” Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ [ΠΌ];

Ο‰ ― цикличСская частота [Ρ€Π°Π΄/с];

t ― врСмя, [с].

ΠœΠΎΠ΄ΡƒΠ»ΡŒ ускорСния Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ максималСн, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° |sin(Ο‰t)| = 1 ― Ρ‚ΠΎΠ³Π΄Π° ΠΆΠ΅, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° достигаСт максимума смСщСниС Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ. МаксимальноС ускорСниС, Ρ‚. Π΅. Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Π° ускорСния Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ Ρ€Π°Π²Π½Π° amax = AΟ‰2.

Π“Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠΊ колСбания ускорСния Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π²ΠΈΠ΄:

Π’ΠΎ врСмя гармоничСских ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ, Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡ‹ энСргии ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ систСмы всС врСмя находятся Π² процСссС Π²Π·Π°ΠΈΠΌΠ½ΠΎΠΉ трансформации. {2}\) , Π³Π΄Π΅

EКmax ― максимальная кинСтичСская энСргия маятника, [Π”ΠΆ];

m ― масса Ρ‚Π΅Π»Π°, [ΠΊΠ³];

A β€” Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ [ΠΌ];

Ο‰ ― цикличСская частота [Ρ€Π°Π΄/с].

Максимальная кинСтичСская энСргия маятника достигаСтся Ρ‚ΠΎΠ³Π΄Π°, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° cos2(Ο‰t) = 1 ― маятник ΠΏΡ€ΠΎΡ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ равновСсия, ΠΈ ΠΎΠ½Π° Ρ€Π°Π²Π½Π° Π½ΡƒΠ»ΡŽ, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° маятник находится Π² ΠΊΡ€Π°ΠΉΠ½Π΅ΠΌ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΈ.

Π“Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠΊ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ кинСтичСской энСргии маятника:

ΠœΠ°Ρ‚Π΅ΠΌΠ°Ρ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΈΠΉ маятник ― это ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π°Ρ систСма, состоящая ΠΈΠ· ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ, подвСшСнной Π½Π° нСрастяТимой Π½ΠΈΡ‚ΠΈ ΠΈΠ»ΠΈ стСрТнС.

ΠŸΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ матСматичСского маятника Ρ€Π°Π²Π΅Π½

\(T = 2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}\) , Π³Π΄Π΅

T ― ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ [с];

l ― Π΄Π»ΠΈΠ½Π° Π½ΠΈΡ‚ΠΈ матСматичСского маятника [ΠΌ];

g ― ускорСниС свободного падСния [ΠΌ/с2].

ΠŸΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ ΠΏΡ€ΡƒΠΆΠΈΠ½Π½ΠΎΠ³ΠΎ маятника Ρ€Π°Π²Π΅Π½

\(T = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}\) , Π³Π΄Π΅

T ― ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ [с];

m ― масса Π³Ρ€ΡƒΠ·Π° [ΠΊΠ³];

k ― ΠΆΠ΅ΡΡ‚ΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΡƒΠΆΠΈΠ½Ρ‹ [Н/ΠΌ].

БущСствуСт особый Ρ‚ΠΈΠΏ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ ― Π²Ρ‹Π½ΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ колСбания. Π’Ρ‹Π½ΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ колСбания происходят Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΏΠΎΠ΄ постоянным пСриодичСским внСшним воздСйствиСм ΠΈ ΠΈΡ… характСристики зависят ΠΎΡ‚ характСристик этого воздСйствия.

Если частота внСшнСго воздСйствия, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ Π²Ρ‹Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ Π²Ρ‹Π½ΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ колСбания, совпадаСт с собствСнной Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€Π΅Π½Π½Π΅ΠΉ частотой ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ систСмы ― Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ явлСниС рСзонанса. ΠŸΡ€ΠΈ рСзонансС Ρ€Π΅Π·ΠΊΠΎ возрастаСт Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ систСмы. Частота, ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ явлСниС рСзонанса, называСтся рСзонансной частотой.

На рисункС ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ Π³Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠΊ рСзонансной ΠΊΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠΉ ― ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Ρ‹ ΠΏΡ€ΠΈ совпадСнии частоты внСшнСго воздСйствия с Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€Π΅Π½Π½Π΅ΠΉ частотой систСмы.

ГармоничСскиС колСбания β€” Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Ρ‹, Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Ρ‹, ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹

ПокаТСм, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½ΡΡ‚ΡŒ Π·Π½Π°Π½ΠΈΠ΅ Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠΈ Π² ΠΆΠΈΠ·Π½ΠΈ

ΠΠ°Ρ‡Π°Ρ‚ΡŒ ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ

131.5K

Π‘ΠΎΠ²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΌΠΈΡ€ Π½Π΅Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ΅Π½ бСз гармоничСских ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉΒ β€” любая элСктромагнитная Π²ΠΎΠ»Π½Π° их распространяСт. НС было Π±Ρ‹ Ρ‚Π΅Π»Π΅Ρ„ΠΎΠ½ΠΎΠ², ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Ρ€Π½Π΅Ρ‚Π° ΠΈΒ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… элСктронных срСдств. ΠžΒ Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΒ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ гармоничСскиС колСбания — в этой ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒΠ΅.

ΠœΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΈΠ΅ колСбания

ΠœΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΈΠ΅ колСбания β€” это физичСскиС процСссы, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΠ±Π»ΠΈΠ·ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΏΠΎΠ²Ρ‚ΠΎΡ€ΡΡŽΡ‚ΡΡ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Ρ€Π²Π°Π»Ρ‹ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ.

КолСбания дСлятся Π½Π° Π΄Π²Π° Π²ΠΈΠ΄Π°: свободныС ΠΈ Π²Ρ‹Π½ΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅.

ΠŸΡΡ‚Π΅Ρ€ΠΊΠ° ΠΏΠΎΒ Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ΅ у тСбя Π²Β ΠΊΠ°Ρ€ΠΌΠ°Π½Π΅!

РСшай Π΄ΠΎΠΌΠ°ΡˆΠΊΡƒ ΠΏΠΎΒ Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ΅ Π½Π°Β ΠΈΠ·ΠΈ. ΠŸΠΎΠ΄Ρ€ΠΎΠ±Π½Ρ‹Π΅ Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ ΠΏΠΎΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Ρ€Π°Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΡŒΡΡ в слоТной Ρ‚Π΅ΠΌΠ΅ ΠΈΒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ пятСрку!

Π‘Π²ΠΎΠ±ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Π΅ колСбания

Π­Ρ‚ΠΎ колСбания, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ происходят ΠΏΠΎΠ΄ дСйствиСм Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€Π΅Π½Π½ΠΈΡ… сил Π² ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ систСмС.

Они всСгда Π·Π°Ρ‚ΡƒΡ…Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅, ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ‡Ρ‚ΠΎ вСсь запас энСргии, сообщСнный Π² Π½Π°Ρ‡Π°Π»Π΅, Π² ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅ ΡƒΡ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ Π½Π° ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹ ΠΏΠΎ ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ΄ΠΎΠ»Π΅Π½ΠΈΡŽ сил трСния ΠΈ сопротивлСния срСды (Π² этом случаС мСханичСская энСргия ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ Π²ΠΎ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€Π΅Π½Π½ΡŽΡŽ). Из-Π·Π° этого свободныС колСбания ΠΏΠΎΡ‡Ρ‚ΠΈ Π½Π΅ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ практичСского примСнСния.

Π’Ρ‹Π½ΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ колСбания

А Π²ΠΎΡ‚ Π²Ρ‹Π½ΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ колСбания Π²ΠΎΡΠΏΠΎΠ»Π½ΡΡŽΡ‚ запас энСргии внСшним воздСйствиСм. Если это происходит ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄, Ρ‚ΠΎ колСбания Π²ΠΎΠΎΠ±Ρ‰Π΅ Π·Π°Ρ‚ΡƒΡ…Π°Ρ‚ΡŒ Π½Π΅ Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚.

Π’Ρ‹Π½ΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ колСбания β€” это колСбания, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ происходят ΠΏΠΎΠ΄ дСйствиСм внСшнСй пСриодичСски ΠΌΠ΅Π½ΡΡŽΡ‰Π΅ΠΉΡΡ силы.

Частота, с ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ эта сила воздСйствуСт, Ρ€Π°Π²Π½Π° частотС, с ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ систСма Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Ρ‚ΡŒΡΡ.

НапримСр, ΠΊΠ°Ρ‡Π΅Π»ΠΈ. Если вас ΠΊΡ‚ΠΎ-Ρ‚ΠΎ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π½Π° Π½ΠΈΡ… ΠΊΠ°Ρ‡Π°Ρ‚ΡŒ, ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ Ρ€Π°Π· давая Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‡ΠΎΠΊ, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° Π²Ρ‹ ΠΏΡ€ΠΈΡ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅ Π² ΠΎΠ΄Π½Ρƒ ΠΈ Ρ‚Ρƒ ΠΆΠ΅ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΡƒ β€” Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠ΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π²Ρ‹Π½ΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΌ.

Π­Ρ‚ΠΎ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠ΅ всС Π΅Ρ‰Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π²Ρ‹Π½ΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΌ, Ссли вас Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ Ρ€Π°ΡΠΊΠ°Ρ‡ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΈΠ· полоТСния равновСсия. ΠŸΡ€ΠΎΡΡ‚ΠΎ Π² Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠΌ случаС Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Π° (ΠΎ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ Ρ€Π΅Ρ‡ΡŒ ΠΏΠΎΠΉΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ‡ΡƒΡ‚ΡŒ Π½ΠΈΠΆΠ΅) Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ с ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΌ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠ΅ΠΌ.Β 

АвтоколСбания

Иногда Π²Ρ‹Π½ΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½Π½ΠΎΠΌΡƒ колСбанию Π½Π΅ Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎ внСшнСго воздСйствия, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΡΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ. Π‘Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ систСмы, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… это внСшниС воздСйствиС Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ само ΠΈΠ·-Π·Π° способности Ρ€Π΅Π³ΡƒΠ»ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ поступлСниС энСргии ΠΎΡ‚ постоянного источника.Β 

Π£ Π°Π²Ρ‚ΠΎΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ систСмы Π΅ΡΡ‚ΡŒ Ρ‚Ρ€ΠΈ Π²Π°ΠΆΠ½Ρ‹Ρ… ΡΠΎΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‰ΠΈΡ…:

  • сама ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π°Ρ систСма
  • источник энСргии
  • устройство ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΉ связи, ΠΎΠ±Π΅ΡΠΏΠ΅Ρ‡ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‰Π΅ΠΉ связь ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ источником ΠΈ систСмой

Часы с ΠΊΡƒΠΊΡƒΡˆΠΊΠΎΠΉ β€” ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ Π°Π²Ρ‚ΠΎΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ систСмы. Гиря Π½Π° Π½ΠΈΡ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠ΅ (Ρ†Π΅ΠΏΠΎΡ‡ΠΊΠ΅) стрСмится Π²Ρ€Π°Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒ Π·ΡƒΠ±Ρ‡Π°Ρ‚ΠΎΠ΅ колСсо (Ρ…Ρ€Π°ΠΏΠΎΠ²ΠΈΠΊ). ΠŸΡ€ΠΈ колСбаниях маятника Π°Π½ΠΊΠ΅Ρ€ цСпляСт Π·Π° Π·ΡƒΠ±Π΅Ρ†, ΠΈ Π²Ρ€Π°Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ приостанавливаСтся.

Но Π² Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ маятник ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π°Π΅Ρ‚ Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‡ΠΎΠΊ, ΠΊΠΎΠΌΠΏΠ΅Π½ΡΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΉ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Ρ€ΠΈ энСргии ΠΈΠ·-Π·Π° трСния. ΠŸΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ энСргия Π³ΠΈΡ€ΠΈ, которая постСпСнно опускаСтся, расходуСтся Π½Π° ΠΏΠΎΠ΄Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠ°Π½ΠΈΠ΅ Π½Π΅Π·Π°Ρ‚ΡƒΡ…Π°ΡŽΡ‰ΠΈΡ… ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ.



Π₯арактСристики ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ

Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΉΡ‚ΠΈ ΠΊ гармоничСским колСбаниям, Π½Π°ΠΌ Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎ ΠΎΠΏΠΈΡΠ°Ρ‚ΡŒ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π½Π°ΠΌ эти колСбания ΠΎΡ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ. Π›ΡŽΠ±ΠΎΠ΅ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΎΠΏΠΈΡΠ°Ρ‚ΡŒ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈ: ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄, частота, Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Π°, Ρ„Π°Π·Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ.

ΠŸΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ β€” это врСмя ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΠ³ΠΎ колСбания. Π˜Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΡΠ΅Ρ‚ΡΡ Π² сСкундах ΠΈ обозначаСтся Π±ΡƒΠΊΠ²ΠΎΠΉ T.

Π€ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ

T

Β = t/N

T β€” ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ [с]

t β€” врСмя [с]

N β€” количСство ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ [β€”]

Π’Π°ΠΊΠΆΠ΅ Π΅ΡΡ‚ΡŒ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π°, обратная ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄Ρƒ β€” частота. Она ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚, сколько ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ°Π΅Ρ‚ систСма Π² Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ.

Π€ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° частоты

Ξ½ Β = N/t = 1/T

Ξ½ β€” частота [Π“Ρ†]

t β€” врСмя [с]

T β€” ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ [с]

N β€” количСство ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ [β€”]

Амплитуда β€” это максимальноС ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΎΡ‚ полоТСния равновСсия. Π˜Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΡΠ΅Ρ‚ΡΡ Π² ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€Π°Ρ… ΠΈ обозначаСтся Π»ΠΈΠ±ΠΎ Π±ΡƒΠΊΠ²ΠΎΠΉ A, Π»ΠΈΠ±ΠΎ xmax.

Она ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ Π² ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠΈ гармоничСских ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ:



ГармоничСскиС колСбания

ΠŸΡ€ΠΎΡΡ‚Π΅ΠΉΡˆΠΈΠΉ Π²ΠΈΠ΄ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ процСсса β€” простыС гармоничСскиС колСбания, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΎΠΏΠΈΡΡ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ:Β 

Π£Ρ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ гармоничСских ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ

x = xmaxcos(2πνt)

x β€” ΠΊΠΎΠΎΡ€Π΄ΠΈΠ½Π°Ρ‚Π° Π² ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ t [ΠΌ]

xmax β€” Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Π° [ΠΌ]

Ξ½ β€” частота [Π“Ρ†]

t β€” ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ [с]

Ο€ = 3,14

(2πνt) Π² этом ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠΈ β€” это Ρ„Π°Π·Π°. Π•Π΅ ΠΎΠ±ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°ΡŽΡ‚ грСчСской Π±ΡƒΠΊΠ²ΠΎΠΉ Ο†

Π€Π°Π·Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ

Ο† = 2πνt

Ο† β€” Ρ„Π°Π·Π° [Ρ€Π°Π΄]

Ξ½ β€” частота [Π“Ρ†]

t β€” ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ [с]

Ο€ = 3,14

Π€Π°Π·Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ
β€” это физичСская Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π°, которая ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ ΠΎΡ‚ полоТСния равновСсия. ΠŸΠΎΡΠΌΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ‚Π΅ Π½Π° рисунок, Π½Π° Π½Π΅ΠΌ ΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½Ρ‹ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ Ρ„Π°Π·Ρ‹:

НапримСр, Π² Ρ‚Π΅Ρ… ΠΆΠ΅ самых часах с ΠΊΡƒΠΊΡƒΡˆΠΊΠΎΠΉ маятник ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ°Π΅Ρ‚ колСбания. Он качаСтся слСва Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²ΠΎ ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΡ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ Π² ΡΠ°ΠΌΡƒΡŽ ΠΏΡ€Π°Π²ΡƒΡŽ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΡƒ. Π’ Ρ‚ΠΎΠΉ ΠΆΠ΅ Ρ„Π°Π·Π΅ ΠΎΠ½ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π½Π°Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° ΠΏΡ€ΠΈΠ΄Π΅Ρ‚ Π² Ρ‚Ρƒ ΠΆΠ΅ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΡƒ, идя справа Π½Π°Π»Π΅Π²ΠΎ. Если ΠΌΡ‹ возьмСм Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΡƒ Π½Π° сантимСтр Π»Π΅Π²Π΅Π΅ самой ΠΏΡ€Π°Π²ΠΎΠΉ, Ρ‚ΠΎ идя Π² Π½Π΅Π΅ Π½Π΅ слСва Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²ΠΎ, Π° справа Π½Π°Π»Π΅Π²ΠΎ, ΠΌΡ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠΌ ΡƒΠΆΠ΅ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΡƒΡŽ Ρ„Π°Π·Ρƒ. Β 

На рисункС Π½ΠΈΠΆΠ΅ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½Ρ‹ полоТСния Ρ‚Π΅Π»Π° Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€ΠΎΠΌΠ΅ΠΆΡƒΡ‚ΠΊΠΈ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈ гармоничСских колСбаниях. Π’Π°ΠΊΡƒΡŽ ΠΊΠ°Ρ€Ρ‚ΠΈΠ½Ρƒ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΈ освСщСнии ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π»ΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎΡΡ Ρ‚Π΅Π»Π° ΠΊΠΎΡ€ΠΎΡ‚ΠΊΠΈΠΌΠΈ пСриодичСскими Π²ΡΠΏΡ‹ΡˆΠΊΠ°ΠΌΠΈ свСта (стробоскопичСскоС освСщСниС). Π‘Ρ‚Ρ€Π΅Π»ΠΊΠΈ ΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ°ΡŽΡ‚ Π²Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ скорости Ρ‚Π΅Π»Π° Π² Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚Ρ‹ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ.

Если ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄, Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ Ρ„Π°Π·Ρƒ ΠΈΠ»ΠΈ Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Ρƒ колСбания, Π³Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠΊΠΈ Ρ‚ΠΎΠΆΠ΅ измСнятся.

На рисункС Π½ΠΈΠΆΠ΅ Π²ΠΎ всСх Ρ‚Ρ€Π΅Ρ… случаях для синих ΠΊΡ€ΠΈΠ²Ρ‹Ρ… Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ Ρ„Π°Π·Π° Ρ€Π°Π²Π½Π° Π½ΡƒΠ»ΡŽ, Π° Π² послСднСм (с) β€” красная кривая ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ ΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΡƒΡŽ Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ Ρ„Π°Π·Ρƒ.

  • Π’ ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠΌ случаС (Π°) красная кривая описываСт ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠ΅, Ρƒ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Π° большС колСбания, описанного синСй Π»ΠΈΠ½ΠΈΠ΅ΠΉ.

  • Π’ΠΎ Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ случаС (b) красная кривая отличаСтся ΠΎΡ‚ синСй Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄Π° β€” Ρƒ красной ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ Π² Π΄Π²Π° Ρ€Π°Π·Π° мСньшС.

ΠœΠ°Ρ‚Π΅ΠΌΠ°Ρ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΈΠΉ маятник

ΠœΠ°Ρ‚Π΅ΠΌΠ°Ρ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΈΠΉ маятник β€” ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ гармоничСских ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ. Если ΠΌΡ‹ подвСсим ΡˆΠ°Ρ€ΠΈΠΊ Π½Π° Π½ΠΈΡ‚ΠΈ, Ρ‚ΠΎ это Π΅Ρ‰Π΅ Π½Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ матСматичСским маятником β€” ΠΏΠΎΠΊΠ° ΠΎΠ½ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ физичСский.


ΠœΠ°Ρ‚Π΅ΠΌΠ°Ρ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΈΠΌ этот маятник станСт, Ссли Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ ΡˆΠ°Ρ€ΠΈΠΊΠ° ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ мСньшС Π΄Π»ΠΈΠ½Ρ‹ Π½ΠΈΡ‚ΠΈ (Ρ‚ΠΎΠ³Π΄Π° этими Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΡ€Π΅Π½Π΅Π±Ρ€Π΅Ρ‡ΡŒ ΠΈ Ρ€Π°ΡΡΠΌΠ°Ρ‚Ρ€ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΡˆΠ°Ρ€ΠΈΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΡƒ), растяТСниС Π½ΠΈΡ‚ΠΈ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ ΠΌΠ°Π»ΠΎ, Π° масса Π½ΠΈΡ‚ΠΈ Π²ΠΎ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Ρ€Π°Π· мСньшС массы ΡˆΠ°Ρ€ΠΈΠΊΠ°.


ΠœΠ°Ρ‚Π΅ΠΌΠ°Ρ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΈΠΌ маятником называСтся систСма, которая состоит ΠΈΠ· ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ массой m ΠΈ нСвСсомой нСрастяТимой Π½ΠΈΡ‚ΠΈ Π΄Π»ΠΈΠ½ΠΎΠΉ l, Π½Π° ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠ° подвСшСна, ΠΈ которая находится Π² ΠΏΠΎΠ»Π΅ силы тяТСсти (ΠΈΠ»ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… сил).

ΠŸΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ ΠΌΠ°Π»Ρ‹Ρ… ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ матСматичСского маятника Π² ΠΏΠΎΠ»Π΅ силы тяТСсти Π—Π΅ΠΌΠ»ΠΈ опрСдСляСтся ΠΏΠΎ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π΅:

Π€ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄Π° колСбания матСматичСского маятника

T β€” ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ [с]

l β€” Π΄Π»ΠΈΠ½Π° Π½ΠΈΡ‚ΠΈ [ΠΌ]

g β€” ускорСниС свободного падСния [ΠΌ/с2]

На ΠΏΠ»Π°Π½Π΅Ρ‚Π΅ ЗСмля g = 9,8 ΠΌ/с2

Ο€ = 3,14

ΠŸΡ€ΡƒΠΆΠΈΠ½Π½Ρ‹ΠΉ маятник

ΠŸΡ€ΡƒΠΆΠΈΠ½Π½Ρ‹ΠΉ маятник β€” это Π³Ρ€ΡƒΠ·, ΠΏΡ€ΠΈΠΊΡ€Π΅ΠΏΠ»Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΊ ΠΏΡ€ΡƒΠΆΠΈΠ½Π΅, массой ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΡ€Π΅Π½Π΅Π±Ρ€Π΅Ρ‡ΡŒ.

Π’ ΠΏΡ€ΡƒΠΆΠΈΠ½Π½ΠΎΠΌ маятникС колСбания ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΏΠΎΠ΄ дСйствиСм силы упругости.
Пока ΠΏΡ€ΡƒΠΆΠΈΠ½Π° Π½Π΅ Π΄Π΅Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π°, сила упругости Π½Π° Ρ‚Π΅Π»ΠΎ Π½Π΅ дСйствуСт.

Π€ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄Π° колСбания ΠΏΡ€ΡƒΠΆΠΈΠ½Π½ΠΎΠ³ΠΎ маятника

T β€” ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ [с]

m β€” масса маятника [ΠΊΠ³]

k β€” ΠΆΠ΅ΡΡ‚ΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΡƒΠΆΠΈΠ½Ρ‹ [Н/ΠΌ]

Ο€ = 3,14

Π—Π°ΠΊΠΎΠ½ сохранСния энСргии для гармоничСских ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ

Π€ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ° β€” такая клСвая Π½Π°ΡƒΠΊΠ°, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ Π½ΠΈΡ‡Π΅Π³ΠΎ Π½Π΅ исчСзаСт бСсслСдно ΠΈ Π½Π΅ появляСтся ΠΈΠ· Π½ΠΈΠΎΡ‚ΠΊΡƒΠ΄Π°. Π­Ρ‚Ρƒ ΠΎΡΠΎΠ±Π΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ описываСт Π·Π°ΠΊΠΎΠ½ сохранСния энСргии.Β 

Рассмотрим Π΅Π³ΠΎ Π½Π° ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π΅ матСматичСского маятника.

  • Когда маятник ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½ΡΡŽΡ‚ Π½Π° высоту h, Π΅Π³ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ энСргия максимальна.
  • Когда маятник опускаСтся, ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ энСргия ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ Π² ΠΊΠΈΠ½Π΅Ρ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ
    . ΠŸΡ€ΠΈΡ‡Π΅ΠΌ Π² Π½ΠΈΠΆΠ½Π΅ΠΉ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠ΅, Π³Π΄Π΅ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ энСргия Ρ€Π°Π²Π½Π° Π½ΡƒΠ»ΡŽ, кинСтичСская энСргия максимальна ΠΈ Ρ€Π°Π²Π½Π° ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ энСргии Π² Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½Π΅ΠΉ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠ΅. Π‘ΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π³Ρ€ΡƒΠ·Π° Π² этой Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠ΅ максимальна.

Онлайн-курсы Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠΈ Π² Skysmart Π½Π΅ ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅ ΡƒΠ²Π»Π΅ΠΊΠ°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹, Ρ‡Π΅ΠΌ наши ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒΠΈ!

ΠšΠ°Ρ€ΠΈΠ½Π° Π₯ачатурян

К ΠΏΡ€Π΅Π΄Ρ‹Π΄ΡƒΡ‰Π΅ΠΉ ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒΠ΅

122.3K

ΠœΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΎΠ΅ Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅

К ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΉ ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒΠ΅

121.5K

Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹Π΅ Π²ΠΎΠ»Π½Ρ‹

ΠŸΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚Π΅ ΠΈΠ½Π΄ΠΈΠ²ΠΈΠ΄ΡƒΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΏΠ»Π°Π½ обучСния Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ΅ на бСсплатном Π²Π²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌ ΡƒΡ€ΠΎΠΊΠ΅

На вводном ΡƒΡ€ΠΎΠΊΠ΅ с мСтодистом

  1. Выявим ΠΏΡ€ΠΎΠ±Π΅Π»Ρ‹ в знаниях ΠΈΒ Π΄Π°Π΄ΠΈΠΌ совСты ΠΏΠΎΒ ΠΎΠ±ΡƒΡ‡Π΅Π½ΠΈΡŽ

  2. РасскаТСм, как проходят занятия

  3. ΠŸΠΎΠ΄Π±Π΅Ρ€Ρ‘ΠΌ курс

ΠŸΡ€ΠΎΡΡ‚ΠΎΠΉ маятник | Π€ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ°

Π¦Π΅Π»ΠΈ обучСния

К ΠΊΠΎΠ½Ρ†Ρƒ этого Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π° Π²Ρ‹ смоТСтС:

  • Π˜Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΡΡ‚ΡŒ ускорСниС свободного падСния.

Рисунок 1.

На рисункС 1 ΠΌΡ‹ Π²ΠΈΠ΄ΠΈΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ простой маятник ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π³Ρ€ΡƒΠ· нСбольшого Π΄ΠΈΠ°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€Π° ΠΈ Π½ΠΈΡ‚ΡŒ, которая ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ ΠΌΠ°Π»Π΅Π½ΡŒΠΊΡƒΡŽ массу, Π½ΠΎ достаточно ΠΏΡ€ΠΎΡ‡Π½Π°, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π½Π΅ Ρ€Π°ΡΡ‚ΡΠ³ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π·Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Π½ΠΎ. Π›ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½ΠΎΠ΅ смСщСниС ΠΎΡ‚ полоТСния равновСсия составляСт с , Π΄Π»ΠΈΠ½Π° Π΄ΡƒΠ³ΠΈ. Π’Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½Ρ‹ силы, Π΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Π½Π° Π±ΠΎΠ±, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π΄Π°ΡŽΡ‚ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΡƒΡŽ силу — mg sin ΞΈ Β ΠΊ полоТСнию равновСсия, Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ Π²ΠΎΡΡΡ‚Π°Π½Π°Π²Π»ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‰Π΅ΠΉ силС.

ΠœΠ°ΡΡ‚Π½ΠΈΠΊΠΈ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ. НСкоторыС ΠΈΠ· Π½ΠΈΡ… ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Π²Π°ΠΆΠ½ΠΎΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, Π² часах; Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€Π΅Π΄Π½Π°Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½Ρ‹ для развлСчСния, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ дСтскиС ΠΊΠ°Ρ‡Π΅Π»ΠΈ; Π° Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ просто Π΅ΡΡ‚ΡŒ, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ Π³Ρ€ΡƒΠ·ΠΈΠ»ΠΎ Π½Π° лСскС. Для ΠΌΠ°Π»Ρ‹Ρ… ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠΉ маятник прСдставляСт собой простой гармоничСский осциллятор. ΠŸΡ€ΠΎΡΡ‚ΠΎΠΉ маятник опрСдСляСтся ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰ΠΈΠΉ ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΊΡ‚ с нСбольшой массой, Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ извСстный ΠΊΠ°ΠΊ маятниковый Π³Ρ€ΡƒΠ·, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ подвСшСн Π½Π° Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΠΎΠΌ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π΅ ΠΈΠ»ΠΈ Π²Π΅Ρ€Π΅Π²ΠΊΠ΅, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ΠΎ Π½Π° рисункС 1. Π˜Π·ΡƒΡ‡Π°Ρ простой маятник Π½Π΅ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ дальшС, ΠΌΡ‹ ΠΌΡ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠΈΡ‚ΡŒ условия, ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… ΠΎΠ½ ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ°Π΅Ρ‚ простоС гармоничСскоС Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅, ΠΈ ΠΌΡ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ интСрСсноС Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ для Π΅Π³ΠΎ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄Π°.

НачнСм с опрСдСлСния смСщСния ΠΊΠ°ΠΊ Π΄Π»ΠΈΠ½Ρ‹ Π΄ΡƒΠ³ΠΈ с . Из рисунка 1 Π²ΠΈΠ΄Π½ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰Π°Ρ сила, Π΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰Π°Ρ Π½Π° Π³Ρ€ΡƒΠ·, касаСтся Π΄ΡƒΠ³ΠΈ ΠΈ Ρ€Π°Π²Π½Π° βˆ’ ΠΌΠ³ sin ΞΈ . (ВСс ΠΌΠ³ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚Ρ‹ ΠΌΠ³ cos ΞΈ вдоль струны ΠΈ ΠΌΠ³ sin ΞΈ ΠΏΠΎ ΠΊΠ°ΡΠ°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ ΠΊ Π΄ΡƒΠ³Π΅.) НатяТСниС струны Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎ компСнсируСт ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚ ΠΌΠ³ Β cos ΞΈ ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π½ΠΈΡ‚ΡŒ. Π­Ρ‚ΠΎ оставляСт net Π²ΠΎΡΡΡ‚Π°Π½Π°Π²Π»ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‰Π°Ρ сила возвращаСтся ΠΊ полоТСнию равновСсия Π² Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠ΅ ΞΈ = 0.

Π’Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ, Ссли ΠΌΡ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π²ΠΎΡΡΡ‚Π°Π½Π°Π²Π»ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‰Π°Ρ сила прямо ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½Π° ΡΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΡŽ, ΠΌΡ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠΌ простой гармоничСский осциллятор. ΠŸΡ‹Ρ‚Π°ΡΡΡŒ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ, ΠΈΠΌΠ΅Π΅ΠΌ Π»ΠΈ ΠΌΡ‹ простой гармоничСский осциллятор, ΠΌΡ‹ Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½Ρ‹ ΠΎΡ‚ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΡ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ для ΠΌΠ°Π»Ρ‹Ρ… ΡƒΠ³Π»ΠΎΠ² (ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅ 15ΒΊ) sin ΞΈ β‰ˆ ΞΈ (sin ΞΈ ΠΈ ΞΈ ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ Π½Π° 1% ΠΈΠ»ΠΈ ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅ ΠΏΠΎΠ΄ мСньшими ΡƒΠ³Π»Π°ΠΌΠΈ). Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, для ΡƒΠ³Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ 15ΒΊ Π²ΠΎΡΡΡ‚Π°Π½Π°Π²Π»ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‰Π°Ρ сила F is

F β‰ˆ βˆ’ ΠΌΠ³ ΞΈ .

ΠŸΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ с прямо ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΞΈ . Когда ΞΈ Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΎ Π² Ρ€Π°Π΄ΠΈΠ°Π½Π°Ρ…, Π΄Π»ΠΈΠ½Π° Π΄ΡƒΠ³ΠΈ Π² окруТности связана с Π΅Π΅ радиусом ( L Π² Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠΌ случаС) ΠΊΠ°ΠΊ s = L ΞΈ , Ρ‚Π°ΠΊ Ρ‡Ρ‚ΠΎ

9 0004 [латСкс]\ theta=\frac{s}{L}\\[/latex].

Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, для ΠΌΠ°Π»Ρ‹Ρ… ΡƒΠ³Π»ΠΎΠ² Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ для Π²ΠΎΡΡΡ‚Π°Π½Π°Π²Π»ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‰Π΅ΠΉ силы:

[латСкс]F\ΠΏΡ€ΠΈΠ±Π»ΠΈΠ·ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ-\frac{mg}{L}s\\[/латСкс].

Π­Ρ‚ΠΎ Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π²ΠΈΠ΄:Β  F =Β βˆ’ kx ,Β Π³Π΄Π΅ силовая постоянная опрСдСляСтся Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ [latex]k=\frac{mg}{L}\\[/latex]Β , Π° ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ опрСдСляСтся Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ x = с . Для ΡƒΠ³Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅ 15ΒΊ Π²ΠΎΠ·Π²Ρ€Π°Ρ‰Π°ΡŽΡ‰Π°Ρ сила прямо ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½Π° ΡΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΡŽ, ΠΈ простой маятник прСдставляСт собой простой гармоничСский осциллятор.

Π˜ΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡ это ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅, ΠΌΡ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ Π½Π°ΠΉΡ‚ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ маятника для Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄ ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ 15ΒΊ. Для простого маятника:

[латСкс] \ displaystyle {T} = 2 \ pi \ sqrt {\ frac {m} {k}} = 2 \ pi \ sqrt {\ frac {m} {\ frac {mg} {L}}} \ \[/latex]

Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, [latex]T=2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}\\[/latex] для ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄Π° простого маятника. Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚ интСрСсСн своСй простотой. На ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ простого маятника Π²Π»ΠΈΡΡŽΡ‚ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π΅Π³ΠΎ Π΄Π»ΠΈΠ½Π° ΠΈ ускорСниС свободного падСния. ΠŸΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ΅Π½Π½ΠΎ Π½Π΅ зависит ΠΎΡ‚ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… Ρ„Π°ΠΊΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ², Ρ‚Π°ΠΊΠΈΡ… ΠΊΠ°ΠΊ масса. Как ΠΈ Π² случаС простых гармоничСских осцилляторов, ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ T для маятника ΠΏΠΎΡ‡Ρ‚ΠΈ Π½Π΅ зависит ΠΎΡ‚ Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Ρ‹, особСнно Ссли ΞΈ мСньшС ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ 15ΒΊ. Π”Π°ΠΆΠ΅ простыС маятниковыС часы ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎ Π½Π°ΡΡ‚Ρ€ΠΎΠΈΡ‚ΡŒ.

ΠžΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΡ‚Π΅ Π²Π½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅ Π½Π° Π·Π°Π²ΠΈΡΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ T ΠΎΡ‚ g . Если Π΄Π»ΠΈΠ½Π° маятника Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎ извСстна, Π΅Π³ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ для измСрСния ускорСния свободного падСния. Рассмотрим ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ 1.

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ 1. Π˜Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½ΠΈΠ΅ ускорСния свободного падСния: ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ маятника

Каково ускорСниС свободного падСния Π² области, Π³Π΄Π΅ простой маятник Π΄Π»ΠΈΠ½ΠΎΠΉ 75 000 см ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ 1,7357 с? 9{2}}\\[/латСкс].

Π’Ρ‹Ρ‡ΠΈΡΠ»ΠΈΡ‚ΡŒ Π³ :

г = 9,8281 м/с 2 .

ΠžΠ±ΡΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠ΅

Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΎΠ΄ опрСдСлСния Π³ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΌ. Π’ΠΎΡ‚ ΠΏΠΎΡ‡Π΅ΠΌΡƒ Π² этом ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π΅ Π΄Π»ΠΈΠ½Π° ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ Π΄Π°Π½Ρ‹ пятизначным числам. Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ аппроксимации sin ΞΈ β‰ˆ ΞΈ Π±Ρ‹Π»Π° Π»ΡƒΡ‡ΡˆΠ΅, Ρ‡Π΅ΠΌ Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π΄Π»ΠΈΠ½Ρ‹ ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄Π° маятника, ΠΌΠ°ΠΊΡΠΈΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΡƒΠ³ΠΎΠ» смСщСния Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ΅Π½ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Π½ΠΈΠΆΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ 0,5ΒΊ.

УстановлСниС ΠΊΠ°Ρ€ΡŒΠ΅Ρ€Π½Ρ‹Ρ… связСй

Π—Π½Π°Π½ΠΈΠ΅ g ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Π²Π°ΠΆΠ½Ρ‹ΠΌ Π² гСологичСской Ρ€Π°Π·Π²Π΅Π΄ΠΊΠ΅; Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, ΠΊΠ°Ρ€Ρ‚Π° Π³ Π½Π°Π΄ ΠΊΡ€ΡƒΠΏΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ гСографичСскими областями ΠΏΠΎΠΌΠΎΠ³Π°Π΅Ρ‚ ΠΈΠ·ΡƒΡ‡Π°Ρ‚ΡŒ Ρ‚Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΠ½ΠΈΠΊΡƒ ΠΏΠ»ΠΈΡ‚ ΠΈ ΠΏΠΎΠΌΠΎΠ³Π°Π΅Ρ‚ Π² поисках мСстороТдСний Π½Π΅Ρ„Ρ‚ΠΈ ΠΈ ΠΊΡ€ΡƒΠΏΠ½Ρ‹Ρ… мСстороТдСний ΠΏΠΎΠ»Π΅Π·Π½Ρ‹Ρ… ископаСмых.

Π’ΠΎΠ·ΡŒΠΌΠΈΡ‚Π΅ Π΄ΠΎΠΌΠΎΠΉ ЭкспСримСнт: ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅

Π³

Π˜ΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠΉΡ‚Π΅ простой маятник, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ ускорСниС свободного падСния Π³ Π² вашСм Ρ€Π΅Π³ΠΈΠΎΠ½Π΅. ΠžΡ‚Ρ€Π΅ΠΆΡŒΡ‚Π΅ кусок Π²Π΅Ρ€Π΅Π²ΠΊΠΈ ΠΈΠ»ΠΈ Π·ΡƒΠ±Π½ΠΎΠΉ Π½ΠΈΡ‚ΠΈ Ρ‚Π°ΠΊ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΎΠ½ Π±Ρ‹Π» Π΄Π»ΠΈΠ½ΠΎΠΉ ΠΎΠΊΠΎΠ»ΠΎ 1 ΠΌ. ΠŸΡ€ΠΈΠΊΡ€Π΅ΠΏΠΈΡ‚Π΅ ΠΊ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Ρƒ струны нСбольшой ΠΏΡ€Π΅Π΄ΠΌΠ΅Ρ‚ высокой плотности (Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ Π³Π°ΠΉΠΊΡƒ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΊΠ»ΡŽΡ‡ ΠΎΡ‚ ΠΌΠ°ΡˆΠΈΠ½Ρ‹). Начиная с ΡƒΠ³Π»Π° ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅ 10ΒΊ, Π΄Π°ΠΉΡ‚Π΅ маятнику Ρ€Π°ΡΠΊΠ°Ρ‡ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΈ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΡŒΡ‚Π΅ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ маятника для 10 ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ сСкундомСра. Π Π°ΡΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ Π³ . Насколько Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎ это ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½ΠΈΠ΅? Как это ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡƒΠ»ΡƒΡ‡ΡˆΠΈΡ‚ΡŒ?

ΠŸΡ€ΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡŒΡ‚Π΅ своС ΠΏΠΎΠ½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅

Π˜Π½ΠΆΠ΅Π½Π΅Ρ€ строит Π΄Π²Π° простых маятника. Оба ΠΏΠΎΠ΄Π²Π΅ΡˆΠ΅Π½Ρ‹ Π½Π° Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΠΈΡ… тросах, ΠΏΡ€ΠΈΠΊΡ€Π΅ΠΏΠ»Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… ΠΊ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠ»ΠΊΡƒ ΠΊΠΎΠΌΠ½Π°Ρ‚Ρ‹. ΠšΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ маятник зависаСт Π½Π° высотС 2 см Π½Π°Π΄ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΌ. ΠœΠ°ΡΡ‚Π½ΠΈΠΊ 1 ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π³Ρ€ΡƒΠ· массой 10 ΠΊΠ³. ΠœΠ°ΡΡ‚Π½ΠΈΠΊ 2 ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π³Ρ€ΡƒΠ· массой 100 ΠΊΠ³. ΠžΠΏΠΈΡˆΠΈΡ‚Π΅, ΠΊΠ°ΠΊ измСнится Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ маятника, Ссли ΠΎΠ±Π° Π³Ρ€ΡƒΠ·ΠΈΠΊΠ° смСстятся Π½Π° 12ΒΊ.

РСшСниС

Π”Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ маятника ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ΅Π½Π½ΠΎ Π½Π΅ измСнится, ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ‡Ρ‚ΠΎ масса ΡˆΠ°Ρ€ΠΈΠΊΠ° Π½Π΅ влияСт Π½Π° Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ простого маятника. На маятник влияСт Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ (ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ связан с Π΄Π»ΠΈΠ½ΠΎΠΉ маятника) ΠΈ ускорСниС ΠΏΠΎΠ΄ дСйствиСм силы тяТСсти.

PhET Explorations: Pendulum Lab

ΠŸΠΎΠΈΠ³Ρ€Π°ΠΉΡ‚Π΅ с ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΌ ΠΈΠ»ΠΈ двумя маятниками ΠΈ ΡƒΠ·Π½Π°ΠΉΡ‚Π΅, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ простого маятника зависит ΠΎΡ‚ Π΄Π»ΠΈΠ½Ρ‹ Π½ΠΈΡ‚ΠΈ, массы маятника ΠΈ Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Ρ‹ колСбания. ΠŸΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ Π»Π΅Π³ΠΊΠΎ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΈΡ‚ΡŒ с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ Ρ‚Π°ΠΉΠΌΠ΅Ρ€Π° Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎΠ·Π°Ρ‚Π²ΠΎΡ€Π°. Π’Ρ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚Π΅ Π²Π°Ρ€ΡŒΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Ρ‚Ρ€Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΈ силу Π³Ρ€Π°Π²ΠΈΡ‚Π°Ρ†ΠΈΠΈ. Π˜ΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠΉΡ‚Π΅ маятник, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π½Π°ΠΉΡ‚ΠΈ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ g Π½Π° ΠΏΠ»Π°Π½Π΅Ρ‚Π΅ X. ΠžΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΡ‚Π΅ Π²Π½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅ Π½Π° ангармоничСскоС ΠΏΠΎΠ²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈ большой Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Π΅.

НаТмитС, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π·Π°ΠΏΡƒΡΡ‚ΠΈΡ‚ΡŒ ΡΠΈΠΌΡƒΠ»ΡΡ†ΠΈΡŽ.

РСзюмС Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π°

  • Масса ΠΌ  подвСшСна Π½Π° тросС Π΄Π»ΠΈΠ½ΠΎΠΉ L  являСтся простым маятником ΠΈ ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ°Π΅Ρ‚ простоС гармоничСскоС Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ с Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄Π°ΠΌΠΈ ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ 15ΒΊ.
  • ΠŸΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ простого маятника Ρ€Π°Π²Π΅Π½Β [латСкс]T=2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}\\[/latex],Β Π³Π΄Π΅ L  – Π΄Π»ΠΈΠ½Π° струны, Π°  г  – ускорСниС ΠΈΠ·-Π·Π° силы тяТСсти.

ΠšΠΎΠ½Ρ†Π΅ΠΏΡ‚ΡƒΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ вопросы

  1. ΠœΠ°ΡΡ‚Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ часы Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°ΡŽΡ‚ с ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΠ»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ, рСгулируя Π΄Π»ΠΈΠ½Ρƒ маятника. ΠŸΡ€Π΅Π΄ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΠΌ, Π²Ρ‹ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΅Π·ΠΆΠ°Π΅Ρ‚Π΅ ΠΈΠ· ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π³ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π° Π² Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ, Π³Π΄Π΅ ускорСниС свободного падСния Π½Π΅ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ большС, взяв с собой часы с маятником. ΠŸΡ€ΠΈΠ΄Π΅Ρ‚ΡΡ Π»ΠΈ Π²Π°ΠΌ ΡƒΠ΄Π»ΠΈΠ½ΡΡ‚ΡŒ ΠΈΠ»ΠΈ ΡƒΠΊΠΎΡ€Π°Ρ‡ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ маятник, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ врСмя шло ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΠ»ΡŒΠ½ΠΎ, ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΡ‡ΠΈΡ… Ρ€Π°Π²Π½Ρ‹Ρ… условиях? ΠŸΠΎΡΡΠ½ΠΈΡ‚Π΅ свой ΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚.

Π—Π°Π΄Π°Ρ‡ΠΈ ΠΈ упраТнСния

Как ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ, ускорСниС свободного падСния Π² этих Π·Π°Π΄Π°Ρ‡Π°Ρ… принимаСтся Ρ€Π°Π²Π½Ρ‹ΠΌ g = 9,80 ΠΌ/с 2 , Ссли Π½Π΅ ΡƒΠΊΠ°Π·Π°Π½ΠΎ ΠΈΠ½ΠΎΠ΅.

  1. Какова Π΄Π»ΠΈΠ½Π° маятника с ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ΠΎΠΌ 0,500 с?
  2. НСкоторыС ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°ΡŽΡ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ маятник с ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ΠΎΠΌ 1,00 с ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ Π² Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ Β«ΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ энСргии» ΠΈΠ»ΠΈ психокинСтичСским ΠΏΡƒΡ‚Π΅ΠΌ, ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π΅Π³ΠΎ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ Ρ€Π°Π²Π΅Π½ срСднСму биСнию сСрдца. ΠŸΡ€Π°Π²Π΄Π° это ΠΈΠ»ΠΈ Π½Π΅Ρ‚, ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠ²Π° Π΄Π»ΠΈΠ½Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ³ΠΎ маятника?
  3. Каков ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ маятника Π΄Π»ΠΈΠ½ΠΎΠΉ 1,00 ΠΌ?
  4. Бколько Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ трСбуСтся Ρ€Π΅Π±Π΅Π½ΠΊΡƒ Π½Π° качСлях, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠΈΡ‚ΡŒ ΠΎΠ΄Π½ΠΎ ΠΊΠ°Ρ‡Π°Π½ΠΈΠ΅, Ссли Π΅Π³ΠΎ Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€ тяТСсти находится Π½Π° 4,00 ΠΌ Π½ΠΈΠΆΠ΅ оси вращСния?
  5. ΠœΠ°ΡΡ‚Π½ΠΈΠΊ часов с ΠΊΡƒΠΊΡƒΡˆΠΊΠΎΠΉ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π΄Π»ΠΈΠ½Ρƒ 5,00 см. Какова Π΅Π³ΠΎ частота?
  6. Π”Π²Π° попугая сидят Π½Π° качСлях, ΠΈΡ… ΠΎΠ±Ρ‰ΠΈΠΉ Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€ масс находится Π½Π° 10,0 см Π½ΠΈΠΆΠ΅ оси вращСния. На ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠΉ частотС ΠΎΠ½ΠΈ ΠΊΠ°Ρ‡Π°ΡŽΡ‚ΡΡ?
  7. (a) ΠœΠ°ΡΡ‚Π½ΠΈΠΊ с ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ΠΎΠΌ 3,00000 с, располоТСнный Ρ‚Π°ΠΌ, Π³Π΄Π΅ ускорСниС свободного падСния Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ 90,79 ΠΌ/с 2 пСрСмСщаСтся Π² мСсто, Π³Π΄Π΅ ускорСниС свободного падСния Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ 9,82 ΠΌ/с 2 . Каков Π΅Π³ΠΎ Π½ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄? (b) ΠžΠ±ΡŠΡΡΠ½ΠΈΡ‚Π΅, ΠΏΠΎΡ‡Π΅ΠΌΡƒ Π² Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄Π° трСбуСтся Ρ‚Π°ΠΊ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Ρ†ΠΈΡ„Ρ€, исходя ΠΈΠ· ΡΠΎΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ΠΎΠΌ ΠΈ ускорСниСм свободного падСния.
  8. ΠœΠ°ΡΡ‚Π½ΠΈΠΊ с ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ΠΎΠΌ 2,00000 с Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌ мСстС ( Π³ = 9,80 ΠΌ/с 2 ) пСрСмСщаСтся Π² Π½ΠΎΠ²ΠΎΠ΅ мСсто, Π³Π΄Π΅ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ Ρ‚Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ Ρ€Π°Π²Π΅Π½ 1,99796 с. Каково ускорСниС свободного падСния Π½Π° Π½ΠΎΠ²ΠΎΠΌ мСстС?
  9. Π°) Как измСнится ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ маятника, Ссли ΡƒΠ΄Π²ΠΎΠΈΡ‚ΡŒ Π΅Π³ΠΎ Π΄Π»ΠΈΠ½Ρƒ? Π±) Как измСнится ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ маятника, Ссли ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΡ‚ΡŒ Π΅Π³ΠΎ Π΄Π»ΠΈΠ½Ρƒ Π½Π° 5,00 %?
  10. НайдитС ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π½ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ/старого ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ΠΎΠ² маятника, Ссли маятник Π±Ρ‹Π» пСрСнСсСн с Π—Π΅ΠΌΠ»ΠΈ Π½Π° Π›ΡƒΠ½Ρƒ, Π³Π΄Π΅ ускорСниС свободного падСния Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ 1,63 ΠΌ/с 2 .
  11. Π‘ ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠΉ ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ ΠΈΠ΄Ρ‚ΠΈ маятниковыС часы Π½Π° Π›ΡƒΠ½Π΅, Π³Π΄Π΅ ускорСниС свободного падСния Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ 1,63 ΠΌ/с 2 , Ссли ΠΎΠ½ΠΈ Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎ ΠΎΡ‚ΡΡ‡ΠΈΡ‚Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ врСмя Π½Π° Π—Π΅ΠΌΠ»Π΅? Π’ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ Π½Π°ΠΉΠ΄ΠΈΡ‚Π΅ врСмя (Π² часах), Π·Π° ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ часовая стрСлка часов сдСлаСт ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ ΠΎΠ±ΠΎΡ€ΠΎΡ‚ Π½Π° Π›ΡƒΠ½Π΅.
  12. ΠŸΡ€Π΅Π΄ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π΄Π»ΠΈΠ½Π° маятника часов измСнилась Π½Π° 1,000% Ρ€ΠΎΠ²Π½ΠΎ Π² полдСнь ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ дня. КакоС врСмя ΠΎΠ½ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· 24 часа, Ссли ΠΏΡ€Π΅Π΄ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ маятник Π²Π΅Π» Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠ΅ врСмя Π΄ΠΎ измСнСния? ΠžΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΡ‚Π΅ Π²Π½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ Π΄Π²Π° ΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚Π°, ΠΈ Π²Ρ‹ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅ расчСт с Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Π΄ΠΎ Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅Ρ… Ρ†ΠΈΡ„Ρ€.
  13. Если Ρ…ΠΎΠ΄ маятниковых часов составляСт 5,00 с/дСнь, Π½Π° ΠΊΠ°ΠΊΡƒΡŽ долю Π΄Π»ΠΈΠ½Ρ‹ маятника Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ…ΠΎΠ΄, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΎΠ½ΠΈ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π»ΠΈ Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠ΅ врСмя?

Глоссарий

простой маятник: ΠΏΡ€Π΅Π΄ΠΌΠ΅Ρ‚ с нСбольшой массой, ΠΏΠΎΠ΄Π²Π΅ΡˆΠ΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ Π½Π° Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΠΎΠΌ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π΅ ΠΈΠ»ΠΈ струнС

Π˜Π·Π±Ρ€Π°Π½Π½Ρ‹Π΅ Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ Π·Π°Π΄Π°Ρ‡ ΠΈ ΡƒΠΏΡ€Π°ΠΆΠ½Π΅Π½ΠΈΠΉ

1. 6,21 см

3. 2,01 с

5. 2,23 Π“Ρ†

7. (Π°) 2,99541 с; (b) ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ связан с ΠΊΠ²Π°Π΄Ρ€Π°Ρ‚Π½Ρ‹ΠΌ ΠΊΠΎΡ€Π½Π΅ΠΌ ΠΈΠ· ускорСния свободного падСния, ΠΏΡ€ΠΈ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠΈ ускорСния Π½Π° 1% ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ измСняСтся Π½Π° (0,01) 2 Β =0,01%, поэтому Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ ΠΈΠΌΠ΅Ρ‚ΡŒ Π½Π΅ ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅ 4 Ρ†ΠΈΡ„Ρ€ послС дСсятичный, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΡƒΠ²ΠΈΠ΄Π΅Ρ‚ΡŒ измСнСния.

9. (a) ΠŸΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ увСличиваСтся Π² 1,41 Ρ€Π°Π·Π° [латСкс]\Π²Π»Π΅Π²ΠΎ(\sqrt{2}\Π²ΠΏΡ€Π°Π²ΠΎ)\\[/латСкс]; (Π±) ΠŸΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ°Π΅Ρ‚ΡΡ Π΄ΠΎ 97,5% ΠΎΡ‚ старого ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄Π°

11. МСдлСннСС Π² 2,45 Ρ€Π°Π·Π°

13. Π”Π»ΠΈΠ½Π° Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½Π° ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ Π½Π° 0,0116%

ΠŸΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ простого маятника составляСт 2 с. Масса Π΅Π³ΠΎ Π±ΠΎΠ±Π° 10

Вопрос

ОбновлСно: 30. 05.2023

CHHAYA PUBLICATION-SIMPLE HARMONIC MOTION-PROBLEM SET — I

20 Π²ΠΈΠ΄Π΅ΠΎ

Π Π•ΠšΠ›ΠΠœΠ

Text РСшСниС

ΠžΡ‚Π²Π΅Ρ‚

ΠŸΡ€Π°Π²ΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚: 790 эрг (ΠΏΡ€ΠΈΠ±Π»ΠΈΠ·ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ)

ΠžΡ‚Π²Π΅Ρ‚

ПошаговоС Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΎΡ‚ экспСртов, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π²Π°ΠΌ ΠΈΠ·Π±Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ ΠΎΡ‚ сомнСний ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ ΠΎΡ†Π΅Π½ΠΊΠΈ Π½Π° экзамСнах.

Ab Padhai ΠΊΠ°Ρ€ΠΎ Π±ΠΈΠ½Π° объявлСния ΠΊΠ΅

Khareedo DN Pro ΠΈ Π΄Π΅Ρ…ΠΎ сари Π²ΠΈΠ΄Π΅ΠΎ Π±ΠΈΠ½Π° киси объявлСниС ΠΊΠΈ rukaavat ΠΊΠ΅!


ΠŸΠΎΡ…ΠΎΠΆΠΈΠ΅ Π²ΠΈΠ΄Π΅ΠΎ

Π“Ρ€ΡƒΠ· простого маятника массой 100 Π³ ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ°Π΅Ρ‚ колСбания с ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ΠΎΠΌ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ 1,42 с. Если Π³Ρ€ΡƒΠ· Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌ Π³Ρ€ΡƒΠ·ΠΎΠΌ массой 150 Π³, Π½ΠΎ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ ΠΆΠ΅ радиуса, Π½ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ

13163697

Если мСталличСский Π³Ρ€ΡƒΠ· простого маятника Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ дСрСвянным, Ρ‚ΠΎ Π΅Π³ΠΎ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ составит

16176980

ΠŸΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ΠΈΡ‡Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ простого маятника 3 сСк. Масса Π΅Π³ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠ³ΠΎ сфСричСского ΡˆΠ°Ρ€ΠΈΠΊΠ° составляСт 100 Π³Ρ€Π°ΠΌΠΌ. Π—Π°Ρ‚Π΅ΠΌ Π³Ρ€ΡƒΠ· Π·Π°ΡΡ‹ΠΏΠ°ΡŽΡ‚ пСском, Ρ‚Π°ΠΊ Ρ‡Ρ‚ΠΎ масса ΡˆΠ°Ρ€ΠΈΠΊΠ° становится Ρ€Π°Π²Π½ΠΎΠΉ 200 Π³Ρ€Π°ΠΌΠΌΠ°ΠΌ. Π’ΠΎΠ³Π΄Π° Π½ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ простого маятника Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π²Π΅Π½

127328298

Π‘ΠΎΠ±Ρ‹ΡˆΠΊΠ° простого маятника сдСлана ΠΈΠ· Π΄Π΅Ρ€Π΅Π²Π°. Как повлияСт Π½Π° ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½Π° дСрСвянного ΠΏΠΎΠΏΠ»Π°Π²ΠΊΠ° Π½Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ ΠΆΠ΅ ΠΏΠΎΠΏΠ»Π°Π²ΠΎΠΊ ΠΈΠ· алюминия?

161351312

Амплитуда ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ качания простого маятника ΡΠΎΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚ 0,05 ΠΌ ΠΈ 2 с соотвСтствСнно. Π’ΠΎΠ³Π΄Π° максимальная ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π³Ρ€ΡƒΠ·ΠΈΠΊΠ° Ρ€Π°Π²Π½Π°:

201247206

Π“Ρ€ΡƒΠ·ΠΈΠΊ простого маятника ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ°Π΅Ρ‚ простоС гармоничСскоС Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ с Π°ΠΌΠΏΠ»ΠΈΡ‚ΡƒΠ΄ΠΎΠΉ 4 см ΠΈ частотой 10 ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ Π² сСкунду. ВычислитС ΠΊΠΈΠ½Π΅Ρ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ ΡˆΠ°Ρ€ΠΈΠΊΠ° Π² Π½ΠΈΠΆΠ½Π΅ΠΌ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΈ, Ссли масса ΡˆΠ°Ρ€ΠΈΠΊΠ° 2 ΠΊΠ³.

452586467

Π£Ρ‚Π²Π΅Ρ€ΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠ΅: Ссли мСталличСский Π³Ρ€ΡƒΠ· простого маятника Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ Π½Π° дСрСвянный, Ρ‚ΠΎ Π΅Π³ΠΎ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ Π½Π΅ измСнится.
ΠŸΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π°: Амплитуда ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ маятника постСпСнно ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ°Π΅Ρ‚ΡΡ со Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π΅ΠΌ.

452586876

Π“Ρ€ΡƒΠ· простого маятника массой 100 Π³ ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ°Π΅Ρ‚ колСбания с ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ΠΎΠΌ 1,42 с. Если Π³Ρ€ΡƒΠ· Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌ Π³Ρ€ΡƒΠ·ΠΎΠΌ массой 150 Π³, Π½ΠΎ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ ΠΆΠ΅ радиуса, ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠ² Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π½ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ?

642674984

Π“Ρ€ΡƒΠ· простого маятника массой 100 Π³ ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ°Π΅Ρ‚ колСбания с ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΎΠ΄ΠΎΠΌ 1,42 с.