Здравствуйте, Magma.
1. Циклические частоты ω
р резонансных, ω
0 собственных и ω вынужденных колебаний связаны соотношениями
ω
р = √(ω
02 – 2β
2),
ω
р = √(ω
2 – β
2),
где β – коэффициент затухания колебаний,
откуда
ω
р2 = ω
2 – β
2,
β
2 = ω
2 – ω
р2,
ω
р2 = ω
02 – 2β
2 = ω
02 – 2(ω
2 – ω
р2) = ω
02 – 2ω
2 + 2ω
р2,
ω
02 – 2ω
2 + ω
р2 = 0,
ω
02 = 2ω
2 – ω
р2,
ω
0 = √(2ω
2 – ω
р2),
2πν
0 = 2π√(2ν
2 – ν
р2),
ν
0 = √(2ν
2 – ν
р2),
что после подстановки числовых значений дает
ν
0 = √(2 ∙ (1000)
2 – (998)
2) ≈ 1002 (Гц).
Ответ: 1002 Гц.
2. Согласно определению логарифмического декремента затухания колебаний, он равен
λ = bT/(2m),
где b – коэффициент, характеризующий сопротивление среды; T = 2π/k (k = √(c/m), с – коэффициент пропорциональности линейной восстанавливающей силы) – период затухающих колебаний, m – масса маятника. Тогда, если
λ
1 = bT/(2m),
λ
2 = nbT/(2m),
то
λ
2/λ
1 = nbT/(2m) : bT/(2m) = n,
λ
2 = nλ
1,
то есть при увеличении сопротивления среды в n = 2 раза логарифмический декремент затухания колебаний увеличится также в два раза и составит
λ
2 = 2λ
1 = 2 ∙ 1,5 = 3.
Поскольку
T = 2π/ω = 2π/√(ω
02 – β
2),
то колебания становятся невозможными при T → ∞, то есть при β
max = λ
max/T = ω
0. Поэтому искомое увеличение равно
n
∞ = β
max/β = λ
max/λ = ω
0T/λ = 2π/λ,
то есть
n
∞ = 2π/1,5 ≈ 4,2.
Ответ: 3; в 4,2 раза.
Честно говоря, со второй задачей нет полной уверенности, что она решена правильно. Как-то все слишком просто...
С уважением.
Об авторе:
Facta loquuntur.