11, уравнения колебательных движений.
1) найти период колебаний груза, если он за 10 мс сместился из точки, удаленной от положения равновесия на 1 см, до точки, имеющей наибольшее удаление от положения равновесия, равное 2 см.
2) в процессе гармонических колебаний с частотой 3 гц и амплитудой 2 см тело достигла максимальной скорости. чему равно в этот момент времени смещение тела из положения равновесия?
3) на сколько секунд отстанут часы за 1 ч, если период колебаний маятника часов возрастает на 0,1%?
1.Найдите:
А) Амплитуду колебаний заряда.
В общем виде уравнение колебаний заряда q=qm*cos(ωt). Cопоставляя получаем qm=5*10^-4 Кл.
Б) Период. ω= 10^3π. Из ω = 2π/T, T=2π/ω=2π/(10^3π)=2*10^-3 c.
В) Частоту. Из υ=1/T, υ=1/(2*10^-3) =0,5*10^3 Гц= 500 Гц.
Г) Циклическую частоту. ω= 10^3π Гц= 3140 Гц.
2. Запишите уравнения зависимости напряжения на конденсаторе от времени:
Из формулы емкости конденсатора С=q/U имеем
u(t) = q(t)/C =
(5*10^-4cos(10^3πt))/(10*10^-12) = 0,5*10^8 cos(10^3πt):
и силы тока в контуре от времени: в общем виде i(t) =q(t) '=Imcos(ωt+π/2) - ток опережает колебания напряжения на конденсаторе на π/2, Im=ω*qm; Im=10^3π*5*10^-4=1,57 A.
Значит i(t) =1,57cos(10^3πt+π/2).
В данной задаче сила тока I=0.1 А, значит за 1 с проходит 0,1 Кл. Так как нужно 10 Кл, то для нахождения времени надо разделить t=10/0,1=100 c.
2. Удельное электрическое сопротивление проводника равно r=R*S/l, где R - электрическое сопротивление всего проводника, S - площадь поперечного сечения проводника, l - длина проводника. Для меди r=0.0175 мкОм*м. Отсюда находим площадь поперечного сечения проводника: S=rl/R;
Плотность меди равна p=892 кг/м^3.
Получаем массу проводника: m=pV;
m=plS;
m=prl^2/R;
m=892*1.75*10^-8*10^6/2;
m=7.805 кг.