Zadanie 10.5.31: Współczynnik sprężystości i zachowanie układu wahadła oraz oscylatora po zderzeniu sprężystym
- Punkty
- 3 pkt
- Dział
- Ruch drgający · Energia w ruchu harmonicznym
- Trudność
- Poziom trudności: trudne
Treść zadania
Wahadło matematyczne o długości i masie po odchyleniu od pionu zostało puszczone swobodnie. W momencie przejścia przez położenie równowagi zderzyło się centralnie i idealnie sprężyście ze spoczywającym w położeniu równowagi klockiem o masie przymocowanym do poziomej sprężyny.
Okres drgań klocka na sprężynie jest taki sam jak okres wahadła matematycznego.
Oblicz współczynnik sprężystości sprężyny oraz opisz zachowanie układu ciał w dalszym ruchu. Przyjmij przyspieszenie ziemskie (lub ) oraz pomiń opory ruchu.
Odpowiedź i wynik końcowy
(dla : )
Układ wykonuje naprzemienny, okresowy ruch: ciała wymieniają się prędkościami w położeniu równowagi co pół okresu (), dzięki czemu przez połowę okresu drga wyłącznie klocek na sprężynie, a przez drugą połowę wyłącznie wahadło.