Question

1) Шарик массой m, подвешенный на длинной нити, совершает колебания с периодом Т и амплитудой А. Что произойдет с периодом и частотой колебаний, а также с максимальной кинетической энергией шарика, если при неизменной амплитуде колебаний уменьшить массу груза? Для каждой величины определите характер ее изменения. Физическая величина - Ее изменение, А. период колебаний Б. частота колебаний В. максимальная кинетическая энергия груза 1) увеличивается 2) уменьшается 3) не изменяется

Answer 1

А - 3)

Б - 3)

В - 2)

=======================

Answer 2

1) Период колебаний: По формуле периода колебаний Т=2π√(m/k), где m - масса груза, а k - коэффициент упругости нити, видим, что период колебаний пропорционален квадратному корню из массы груза. Таким образом, при уменьшении массы груза период колебаний уменьшится. 2) Частота колебаний: Частота колебаний f=1/Т. Исходя из зависимости периода колебаний от массы груза, при уменьшении массы груза период уменьшается, а следовательно, частота колебаний увеличивается. 3) Максимальная кинетическая энергия груза: Кинетическая энергия груза в колебаниях может быть определена как Ek=(1/2)mv^2, где m - масса груза, v - скорость груза. Скорость груза при колебаниях описывается формулой v=2πA/T, где A - амплитуда колебаний. Подставляя эту формулу в выражение для кинетической энергии, получаем, что Ek=(1/2)m(2πA/T)^2=2π^2Am^2/T^2. Исходя из данной формулы, при уменьшении массы груза максимальная кинетическая энергия груза также уменьшится.