Paprastas harmoninis judėjimas – problemos ir sprendimai

1. Objektas vibruoja 5 Hz dažniu į dešinę ir į kairę. Objektas juda iš pusiausvyros taško į maksimalų poslinkį į dešinę. Nustatykite laiko intervalą, reikalingą maksimaliam poslinkiui į dešinę pasiekti vienuolika kartų.

A. 2.05

B. 2.20

C. 2.25

D. 2.50

Žinomas:

Dažnis (f) = vibracijos stiprumas 1 sekundę = 5 Hz

Periodas (T) = laiko intervalas, per kurį atliekamas vienas virpesys = 1/f = 1/5 = 0.2 sekundės

Ieškoma: laiko intervalas, reikalingas maksimaliam poslinkiui į dešinę pasiekti vienuolika kartų

sprendimas:

Paprastas harmoninis judėjimas - uždaviniai ir sprendimai 1Objekto vibracijos modelis:

(1 vibracija): B → C → B → A → B

Vieno virpesio metu objektas atlieka keturis virpesius: B į C, C į B, B į A, A į B. Laiko intervalas, reikalingas vienam virpesiui, yra 0.2 sekundės / 4 = 0.05 sekundės.

Laiko intervalas, reikalingas maksimaliam poslinkiui pasiekti vienuolika kartų į dešinę = (10 x 0.2 sekundės) + 0.05 sekundės = 2 sekundės + 0.05 sekundės = 2.05 sekundės.

Teisingas atsakymas yra A.

2. Spyruoklė pakabinama su objektu ir verčiama vibruoti. Kad vibracijos dažnis padvigubėtų, palyginti su pradiniu, objekto masė pakeičiama į…

A. dvigubai didesnė už pradinio krovinio masę

B. keturis kartus didesnė už pradinio krovinio masę

C. pusė krovinio masės laiko

D. ketvirtadalis pradinės krovinio masės

sprendimas:

Spyruoklės virpesių dažnio lygtis:

Paprastas harmoninis judėjimas - uždaviniai ir sprendimai 2

f = dažnis, k = konstanta, m = objekto masė

Spyruoklės virpesių dažnis (f), jei k = 1 kartas, m = 1 kartas:

Paprastas harmoninis judėjimas - uždaviniai ir sprendimai 3

Kad (f) dažnis būtų dvigubai didesnis už masę (m), spyruoklės vibracija pakeičiama į 0.25 karto arba 1/4 karto:

Paprastas harmoninis judėjimas - uždaviniai ir sprendimai 4

Teisingas atsakymas yra D.

3. Spyruoklė, kurios pastovi k = 1000 N/m, pakabinta ant 400 gramų masės objekto. Objektas patraukiamas į dešinę iki 5 cm, o tada paleidžiamas, taigi objektas svyruoja paprastai . Nustatykite objekto svyravimo amplitudę ir dažnį.

Paprastas harmoninis judėjimas - uždaviniai ir sprendimai 5

Žinomas:

Spyruoklės konstanta (k) = 1000 N/m

Objekto masė (m) = 400 gramų = 0.4 kg

Amplitudė (Δx) = 5 cm = 0.05 m

Ieškoma: virpesių amplitudės ir dažnio

sprendimas:

Spyruoklės virpesių amplitudė = Δx = 5 cm.

Svyravimų dažnis:

Paprastas harmoninis judėjimas - uždaviniai ir sprendimai 6

Teisingas atsakymas yra B.

Palikite komentarą