Preprosto harmonično gibanje – problemi in rešitve

1. Predmet vibrira s frekvenco 5 Hz v desno in levo. Predmet se premika od ravnotežne točke do maksimalne. premik v desno. Določite časovni interval, potreben za dosego največjega premika v desno enajstkrat.

A. 2.05

B. 2.20

C. 2.25

D. 2.50

Znano:

Frekvenca (f) = količina vibracij za 1 sekundo = 5 Hz

Obdobje (T) = časovni interval za eno vibracijo = 1/f = 1/5 = 0.2 sekunde

Zaželeno: Časovni interval, potreben za dosego največjega premika v desno pri enajstih poskusih

Rešitev:

Preprosto harmonično gibanje - problemi in rešitve 1Vzorec vibracij predmeta:

(1 vibracija): B → C → B → A → B

Za eno vibracijo predmet izvede štiri vibracije, in sicer od B do C, od C do B, od B do A in od A do B. Časovni interval, potreben za eno samo vibracijo, je 0.2 sekunde / 4 = 0.05 sekunde.

Glej tudi  Statika tekočin – problemi in rešitve

Časovni interval, potreben za dosego največjega premika v desno pri enajstih poskusih = (10 x 0.2 sekunde) + 0.05 sekunde = 2 sekundi + 0.05 sekunde = 2.05 sekunde.

Pravilen odgovor je A.

2. Vzmet je obešena na predmet in vibrira. Da se frekvenca vibracij podvoji glede na prvotno frekvenco vibracij, se masa predmeta spremeni v…

A. dvakratna masa prvotne obremenitve

B. štirikratnik mase prvotne obremenitve

C. polovica časa mase obremenitve

D. četrtina prvotne mase tovora

Rešitev:

Enačba frekvence nihanja vzmeti:

Preprosto harmonično gibanje - problemi in rešitve 2

f = frekvenca, k = konstanta, m = masa predmeta

Glej tudi  Masa in teža – problemi in rešitve

Frekvenca (f) nihanja vzmeti, če je k = 1-krat, m = 1-krat:

Preprosto harmonično gibanje - problemi in rešitve 3

Da bi bila frekvenca (f) nihanja vzmeti dvakrat večja od mase (m), se spremeni na 0.25-kratnik ali 1/4-kratnik:

Preprosto harmonično gibanje - problemi in rešitve 4

Pravilen odgovor je D.

3. Vzmet s konstantno silo k = 1000 N/m je obešena na predmet z maso 400 gramov. Predmet potegnemo v desno do 5 cm, nato pa ga spustimo, tako da je predmet... preprosti nihajoči harmonikiDoločite amplitudo in frekvenco nihanja objekta.

Preprosto harmonično gibanje - problemi in rešitve 5

Znano:

Vzmetna konstanta (k) = 1000 N/m

Masa predmeta (m) = 400 gramov = 0.4 kg

Amplituda (Δx) = 5 cm = 0.05 m

Išče se: Amplituda in frekvenca nihanj

Glej tudi  Prvi zakon termodinamike - problemi in rešitve

Rešitev:

Amplituda nihanja vzmeti = Δx = 5 cm.

Frekvenca nihanj:

Preprosto harmonično gibanje - problemi in rešitve 6

Pravilen odgovor je B.

Pustite komentar