Zadanie 4.
Ciężarek o masie m = 50 g zawieszono na sprężynie w ziemskim polu grawitacyjnym.
Następnie układ wprawiono w ruch drgający w kierunku pionowym.
Oblicz amplitudę drgań i maksymalną prędkość ciężarka. ​


Zadanie 4Ciężarek O Masie M 50 G Zawieszono Na Sprężynie W Ziemskim Polu GrawitacyjnymNastępnie Układ Wprawiono W Ruch Drgający W Kierunku Pionowym Oblicz Ampli class=

Odpowiedź :

Ruch harmoniczny ciężarka na sprężynie

A = 1/30 m

v ≈ 0,258 m/s

Dane:
m = 50 g = 0,05 kg

g = 9,8 m/s²

Szukane:
A = ?
v = ?

Rozwiązanie:

Odczytajmy z wykresu wartość jednego okresu i policzmy ile wynosi wartość współczynnika sprężystości:

 [tex]T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k} }= 0,8s\\\\k = 3,081... \frac{N}{m}[/tex]

W ruchu harmonicznym przyspieszenie maksymalne opisujemy wzorem

 [tex]a = \omega^2 A =A \frac{k}{m}[/tex]

Odczytując maksymalne przyspieszenie policzmy amplitudę drgań:

 [tex]a = 2 \frac{m}{s^2}\\\\A = \frac{am}{k}= 0,0333... m\\[/tex]

Prędkość maksymalna w ruchu harmonicznym wynosi:

[tex]v = A\omega = A\sqrt{\frac{k}{m} } = 0,258 \frac{m}{s}[/tex]