Консультация № 182704
03.04.2011, 07:01
56.51 руб.
03.04.2011, 20:08
0 1 1
Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос:
Определить возвращающуюся силу F в момент времени t= 0,2 с и полную энергию Е точки массой m= 20 г , совершающей гармонические колебания согласно уравнению x = Asin[$969$]t , где А=15 см; [$969$]=4п с -1.

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
17387
18346
03.04.2011, 09:11
общий
это ответ
Здравствуйте, ольга!

Предлагаю Вам следующее решение задачи.

Дано: x = A [$149$] sin [$969$]t, t = 0,2 с, A = 15 см = 1,5 [$149$] 10-1 м, m = 20 г = 2 [$149$] 10-2 кг, [$969$] = 4[$960$] с-1.

Определить: F, E.

Решение.

Если точка совершает гармонические колебания согласно уравнению
x = A [$149$] sin 4[$960$]t,
то скорость точки изменяется согласно уравнению
v = dx/dt = 4[$960$]A [$149$] cos 4[$960$]t,
а ускорение - согласно уравнению
a = dv/dt = d2x/dt2 = -16[$960$]2A [$149$] sin 4[$960$]t.

Возвращающая сила, действующая на точку, определяется выражением
F = ma = -16[$960$]2mA [$149$] sin 4[$960$]t,
что после вычислений даёт
F = -16 [$149$] [$960$]2 [$149$] 2 [$149$] 10-2 [$149$] 1,5 [$149$] 10-1 [$149$] sin (4[$960$] [$149$] 0,2) [$8776$] -2,78 [$149$] 10-1 (Н).
Возвращающая сила направлена противоположно смещению, о чём свидетельствует знак "минус".

Полная энергия колебаний при отсутствии затухания постоянна и определяется выражением
E = mA2[$969$]2/2 = 8[$960$]2A2m,
что после вычислений даёт
E = 8 [$149$] [$960$]2 [$149$] (1,5 [$149$] 10-1)2 [$149$] 2 [$149$] 10-2 [$8776$] 3,55 [$149$] 10-2 (Дж).

Ответ: F = -2,78 [$149$] 10-1 Н, E = 3,55 [$149$] 10-2 Дж.

С уважением.
Об авторе:
Facta loquuntur.
Форма ответа