Каково уравнение гармонического колебания точки с амплитудой 30 см, угловой частотой 31 рад/с и начальной фазой, равной нулю? Каков модуль ускорения точки в момент времени, когда смещение составляет 20 см? (192,2 м/с2)
Morskoy_Shtorm_2171
Чтобы найти уравнение гармонического колебания точки, мы можем использовать следующую формулу:
\[x = A \cdot \cos(\omega t + \phi)\]
Где:
- \(x\) - смещение точки в момент времени \(t\).
- \(A\) - амплитуда колебаний (в данном случае 30 см).
- \(\omega\) - угловая частота колебаний (в данном случае 31 рад/с).
- \(\phi\) - начальная фаза колебаний (в данном случае равна нулю).
Теперь, чтобы найти модуль ускорения точки в момент времени, когда смещение составляет 20 см, нам нужно взять вторую производную уравнения гармонического колебания по времени \(t\):
\[a = \frac{{d^2x}}{{dt^2}} = -\omega^2 \cdot A \cdot \cos(\omega t + \phi)\]
Теперь подставим известные значения:
\[\omega = 31 \, \text{рад/с}, \quad A = 30 \, \text{см}, \quad x = 20 \, \text{см}\]
\[a = - (31 \, \text{рад/с})^2 \cdot (30 \, \text{см}) \cdot \cos(31 \, \text{рад/с} \cdot t + 0)\]
Итак, модуль ускорения точки в момент времени, когда смещение составляет 20 см, составляет 192,2 м/с².
\[x = A \cdot \cos(\omega t + \phi)\]
Где:
- \(x\) - смещение точки в момент времени \(t\).
- \(A\) - амплитуда колебаний (в данном случае 30 см).
- \(\omega\) - угловая частота колебаний (в данном случае 31 рад/с).
- \(\phi\) - начальная фаза колебаний (в данном случае равна нулю).
Теперь, чтобы найти модуль ускорения точки в момент времени, когда смещение составляет 20 см, нам нужно взять вторую производную уравнения гармонического колебания по времени \(t\):
\[a = \frac{{d^2x}}{{dt^2}} = -\omega^2 \cdot A \cdot \cos(\omega t + \phi)\]
Теперь подставим известные значения:
\[\omega = 31 \, \text{рад/с}, \quad A = 30 \, \text{см}, \quad x = 20 \, \text{см}\]
\[a = - (31 \, \text{рад/с})^2 \cdot (30 \, \text{см}) \cdot \cos(31 \, \text{рад/с} \cdot t + 0)\]
Итак, модуль ускорения точки в момент времени, когда смещение составляет 20 см, составляет 192,2 м/с².
Знаешь ответ?