Вопрос:

На рисунке 1 представлен график зависимости проекции смещения шарика, подвешенного на нити, от времени.

Фотография

Ответ ассистента

1. На рисунке 1 в момент времени $t_0 = 0$ график начинается из точки максимального значения по оси $x$. Следовательно, шарик находится в положении максимального смещения (амплитуды). 2. На рисунке 2 видим график зависимости $x(t)$. Амплитуда колебаний $A$ — это максимальное смещение от положения равновесия. По графику видно, что максимальное значение по оси $x$ равно 2,5 см. Таким образом, амплитуда $A = 2,5$ см. В момент времени $t = 0,60$ с, посмотрев на график, можно определить значение $x$: точка на графике при $t=0,6$ находится ниже оси $t$, ближе к минимуму. По сетке графика это значение равно $-2,5$ см. 3. Циклическая частота $\omega$ определяется по формуле $\omega = \frac{2\pi}{T}$. Период $T$ — это время одного полного колебания. По графику 2 видно, что полный цикл (от одного пика до другого или от нуля через положительный и отрицательный периоды до нуля) занимает 2,0 с. Значит, $T = 2,0$ с. Тогда $\omega = \frac{2\pi}{2} = \pi \approx 3,14$ рад/с. 4. Кинематический закон гармонических колебаний имеет вид $x(t) = A \cos(\omega t + \varphi_0)$ или $x(t) = A \sin(\omega t + \varphi_0)$. Для графика 2: амплитуда $A = 2,5$ см, $\omega = \pi$ рад/с. Так как в $t=0$ $x=A$, то уравнение имеет вид $x(t) = 2,5 \cos(\pi t)$ (в см). Для фазы $\varphi = \frac{5}{3}\pi$: смещение $x = A \sin(\varphi) = 2,5 \sin(\frac{5}{3}\pi) = 2,5 \cdot (-\frac{\sqrt{3}}{2}) \approx -2,17$ см. 5. Дано: $A = 10$ см, $\omega = 1,6$ с$^{-1}$, $x(t) = A \sin(\omega t + \frac{\pi}{6})$. В момент начала отсчета времени $t=0$ смещение равно: $x(0) = 10 \sin(1,6 \cdot 0 + \frac{\pi}{6}) = 10 \sin(\frac{\pi}{6}) = 10 \cdot 0,5 = 5$ см.

Другие решения

Что ещё задавали пользователи