№419 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Рымкевич 10-11 класс, Дрофа: Определить по графику, приведенному на рисунке 54, амплитуду, период и частоту колебаний. Найти максимальную силу, действующую на тело массой 100 г.

Дано

$$m=100\ \text{г}=0{,}1\ \text{кг}$$

Ход решения

По графику амплитуда колебаний равна максимальному отклонению от положения равновесия:

$$A=0{,}5\ \text{м}$$

Период — время одного полного колебания. По графику:

$$T=0{,}8\ \text{с}$$

Частота колебаний:

$$\nu=\frac{1}{T}=\frac{1}{0{,}8}=1{,}25\ \text{Гц}$$

Максимальная сила при гармонических колебаниях:

$$F_{\max}=ma_{\max}$$

где

$$a_{\max}=A\omega^2,\qquad \omega=\frac{2\pi}{T}$$

Тогда

$$F_{\max}=mA\left(\frac{2\pi}{T}\right)^2=\frac{4mA\pi^2}{T^2}$$

Подставим значения:

$$ F_{\max}=\frac{4\cdot 0{,}1\cdot 0{,}5\cdot \pi^2}{(0{,}8)^2} \approx \frac{1{,}97}{0{,}64}\approx 3{,}07\ \text{Н} $$

Ответ

$$A=0{,}5\ \text{м},\quad T=0{,}8\ \text{с},\quad \nu=1{,}25\ \text{Гц},\quad F_{\max}=3{,}07\ \text{Н}.$$