Қарапайым маятник бойынша сұрақтардың 4 мысалы Қарапайым маятник
1. Қарапайым маятник ұзындығы 40 см және салмағы 100 грамм жіптен тұрады, ол жіптің төменгі ұшына ілінген. Егер ауырлық күшінің үдеуінің жылдамдығы 10 м/с болса.2 Сонымен, қарапайым маятниктің периоды мен жиілігі...
Талқылау
Ол белгілі :
Арқанның ұзындығы (л) = 40 см = 0,4 метр
Ауырлық күшіне байланысты үдеу (г) = 10 м/с2
Сұралған Период (T) және жиілік (f)
Джаваб :
Қарапайым маятниктік период формуласы :
Сипаттамасы: T = нүкте, l = арқанның ұзындығы, g = ауырлық күшіне байланысты үдеу
Қарапайым маятниктің периоды :
Қарапайым маятник жиілігі :
1-әдіс:
f = 1/T = 1/1,256 = 0,8 Герц
2-әдіс:
2. Секундына бір рет соғатын маятникті сағаттағы жіптің ұзындығын есептеңіз.
Талқылау
Ол белгілі :
Кезең (T) = 1 секунд
Ауырлық күшіне байланысты үдеу (г) = 10 м/с2
Сұралған Сымның ұзындығы (л)
Джаваб :
Жолдық кезең формуласы :
Жіп ұзындығы :
3. Қарапайым маятниктің ұзындығы 50 см және салмағы 50 грамм. Салмақтың ең биік нүктесі ең төменгі нүктеден 10 см жоғары орналасқан. Егер ауырлық күшінің әсерінен болатын үдеу 10 м/с болса.2, (а) маятниктің периоды мен жиілігін (б) жүктің ең төменгі нүктесіндегі жылдамдығын анықтаңыз.
Талқылау
Ол белгілі :
Арқанның ұзындығы (л) = 90 см = 0,9 метр
Ауырлық күшіне байланысты үдеу (г) = 10 м/с2
Биіктіктің өзгеруі (сағ) = 20 см = 0,2 метр
Сұралған : (a) T және f (b) v
Джаваб :
(А) Қарапайым маятниктің периоды (T) және жиілігі (f)
Кезең
Жиілік:
f = 1/T = 1/1,884 = 0,53 Герц.
(Б) Жүктің ең төменгі нүктесіндегі жылдамдығы (v)
Бұл сұрақ мынаған байланысты механикалық энергияның сақталу заңы.
Жүктің ең жоғары нүктесінде гравитациялық потенциалдық энергиясы максималды болады және кинетикалық энергиясы болмайды, себебі ол бағытын өзгерткен кезде бір сәтке қозғалмайды. Жүк төмен қарай қозғала бастағанда, гравитациялық потенциалдық энергия кинетикалық энергияға айналады. Ең төменгі нүктесінде барлық гравитациялық потенциалдық энергия кинетикалық энергияға айналады. Сондықтан, ең төменгі нүктесінде жүктің кинетикалық энергиясы максимумға жетеді және оның гравитациялық потенциалдық энергиясы нөлге тең болады.
Бастапқы механикалық энергия = гравитациялық потенциал энергиясы = мг/сағ
Соңғы механикалық энергия = кинетикалық энергия = ½ мв2
Механикалық энергияның сақталу заңы :
Бастапқы механикалық энергия = соңғы механикалық энергия
Гравитациялық потенциалдық энергия = кинетикалық энергия
мг/г = ½ мв2
2 gh = v2
(2)(10)(0,2) = v2
4 = v2
v = 2 м/с
4. Жер бетіндегі қабырға сағаты тербелмелі маятниктің қозғалысын пайдалану арқылы жұмыс істейді. Егер сағат ғарыш станциясында және ғарыш нысандарынан алыс қашықтықта тасымалданса, онда...
A) сағат тілдері жылдамырақ қозғалады
B) сағат тілдері қозғалмайды
C. Сағат дәлірек жұмыс істейді
D. маятник баяу тербеледі
E. маятник төмен жиілікте тербеледі
Талқылау
Жер бетінде маятниктің болуына байланысты қозғалуы мүмкін гравитациялық күш Жер маятникке әсер етеді. Керісінше, ғарышта пайда болатын гравитациялық күш нөлге жақын, сондықтан сағат тілдері қозғалмайды.
Дұрыс жауап - B.
