Яке є відношення мас тіл, які коливаються, якщо періоди коливань пружинних маятників відносяться як 2:3?
Южанка
Для решения данной задачи нам нужно определить отношение масс тел, которые колеблются, если периоды колебаний пружинных маятников относятся как 2:3.
Пружинный маятник является основным примером гармонического колебания. В формуле периода колебаний пружинного маятника используется масса \(m\) тела и жесткость \(k\) пружины. Формула для периода колебаний \(T\) имеет вид:
\[T = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}\]
При этом, период колебания пружинных маятников обратно пропорционален корню из массы тела. То есть, можно записать следующее выражение для отношения периодов колебаний:
\(\frac{T_1}{T_2} = \frac{\sqrt{\frac{m_1}{k}}}{\sqrt{\frac{m_2}{k}}} = \frac{\sqrt{\frac{m_1}{m_2}}}{\sqrt{1}} = \sqrt{\frac{m_1}{m_2}}\)
Так как из условия задачи отношение периодов колебаний равно 2:3, то мы можем записать следующее уравнение:
\(\sqrt{\frac{m_1}{m_2}} = \frac{2}{3}\)
Для решения этого уравнения нужно возвести обе части в квадрат:
\(\frac{m_1}{m_2} = \left(\frac{2}{3}\right)^2 = \frac{4}{9}\)
Теперь нам нужно найти отношение масс тел. Если обозначить отношение масс через \(x\), то мы получим уравнение:
\(\frac{m_1}{m_2} = \frac{x}{1} = \frac{4}{9}\)
Решая данное уравнение относительно \(x\), получаем:
\(x = \frac{4}{9}\)
Таким образом, отношение масс тел, которые колеблются, равно \(\frac{4}{9}\).
Пружинный маятник является основным примером гармонического колебания. В формуле периода колебаний пружинного маятника используется масса \(m\) тела и жесткость \(k\) пружины. Формула для периода колебаний \(T\) имеет вид:
\[T = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}\]
При этом, период колебания пружинных маятников обратно пропорционален корню из массы тела. То есть, можно записать следующее выражение для отношения периодов колебаний:
\(\frac{T_1}{T_2} = \frac{\sqrt{\frac{m_1}{k}}}{\sqrt{\frac{m_2}{k}}} = \frac{\sqrt{\frac{m_1}{m_2}}}{\sqrt{1}} = \sqrt{\frac{m_1}{m_2}}\)
Так как из условия задачи отношение периодов колебаний равно 2:3, то мы можем записать следующее уравнение:
\(\sqrt{\frac{m_1}{m_2}} = \frac{2}{3}\)
Для решения этого уравнения нужно возвести обе части в квадрат:
\(\frac{m_1}{m_2} = \left(\frac{2}{3}\right)^2 = \frac{4}{9}\)
Теперь нам нужно найти отношение масс тел. Если обозначить отношение масс через \(x\), то мы получим уравнение:
\(\frac{m_1}{m_2} = \frac{x}{1} = \frac{4}{9}\)
Решая данное уравнение относительно \(x\), получаем:
\(x = \frac{4}{9}\)
Таким образом, отношение масс тел, которые колеблются, равно \(\frac{4}{9}\).
Знаешь ответ?