Zadanie 10.3.18: Wyznaczanie parametrów drgań ciężarka na podstawie wykresu siły sprężystości
- Punkty
- 3 pkt
- Dział
- Ruch drgający · Wahadło sprężynowe
- Trudność
- Poziom trudności: średnie
Treść zadania
Zależność siły rozciągającej sprężynę od jej wydłużenia przedstawiono na poniższym wykresie:
```chart
{
"xAxis": { "label": "x [cm]" },
"yAxis": { "label": "F [N]" },
"lines": [
{"x": 0, "y": 0},
{"x": 3, "y": 2},
{"x": 6, "y": 4}
]
}
```
Do swobodnie zawieszonej sprężyny doczepiono ciężarek o masie i puszczono go w chwili, gdy sprężyna była nierozciągnięta. Do obliczeń przyjmij (lub ).
a) Ciężarek rozpoczął drgania harmoniczne. Podaj odległość od punktu początkowego (gdy sprężyna była nierozciągnięta) do położenia równowagi, względem którego odbywają się drgania ciężarka.
b) Oblicz częstotliwość drgań ciężarka na tej sprężynie.
c) Dla podanej w zadaniu amplitudy drgań oblicz maksymalną prędkość oraz maksymalne przyspieszenie drgającego ciężarka.
Odpowiedź i wynik końcowy
a) (przy ; przy : ).
b) (okres , częstość kołowa ).
c) , .