[рис.] Шарик А массой m надет на гладкую спицу и прикреплен к пружине жесткостью к, которая прикреплена другим концом к вертикальной опоре. Шарик В массой 2m надет на другую спицу и прикреплен к двум одинаковым пружинам, которые другими концами прикреплены к вертикальным опорам.
Какова должна быть жесткость каждой из пружин, прикрепленных к шарику В, чтобы шарик А и шарик В совершали колебания с одинаковой частотой?
1) k
2) $2k$
3) $\frac{k}{2}$
4) $\frac{k}{4}$
Какова должна быть жесткость каждой из пружин, прикрепленных к шарику В, чтобы шарик А и шарик В совершали колебания с одинаковой частотой?
1) k
2) $2k$
3) $\frac{k}{2}$
4) $\frac{k}{4}$
💡 Пошаговый разбор и решение:
Выпишем уравнение движения для шарика А: $ma= - kx$ где x - смещение из положения = весия.
Рассмотрим теперь движение шарика Б, обозначим жесткость пружин через $k'$ Заметим, что когда шарик смещается, обе пружины испытывают одинаковую по величине деформацию, но эти деформации имеют разное направление, поэтому силы упругости, действующие со стороны пружины на шарик, имеют одинаковое направление. Таким образом, уравнение движение приобретает вид: $2ma= - k'x - k'x= - 2k'x$ Следовательно, уравнение в точности совпадает с предыдущим, если положить $k=k'$ Как известно, в математике одинаковые уравнения имеют одинаковые решения. Поэтому условие $k=k'$ оказывается достаточным для того, чтобы шарик Б колебался с такой же частотой , как и шарик А.
Ответ: 1.
Рассмотрим теперь движение шарика Б, обозначим жесткость пружин через $k'$ Заметим, что когда шарик смещается, обе пружины испытывают одинаковую по величине деформацию, но эти деформации имеют разное направление, поэтому силы упругости, действующие со стороны пружины на шарик, имеют одинаковое направление. Таким образом, уравнение движение приобретает вид: $2ma= - k'x - k'x= - 2k'x$ Следовательно, уравнение в точности совпадает с предыдущим, если положить $k=k'$ Как известно, в математике одинаковые уравнения имеют одинаковые решения. Поэтому условие $k=k'$ оказывается достаточным для того, чтобы шарик Б колебался с такой же частотой , как и шарик А.
Ответ: 1.
Правильный ответ:
1
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 103287 • Задание №4
[рис.] Аквариум, изображенный на рисунке, доверху наполнили водой. Найдите силу давления воды на дно аквариума...
ID 103985 • Задание №6
Газ последовательно перешел из состояния 1 в состояние 2, а затем в состояния 3 и 4. Работа газа равна нулю:
...
🔗 Другие задания линии №14 по предмету Физика:
ID 106015
На рис. 1 приведена схема установки, с помощью которой исследовалась зависимость напряжения на ...
ID 106016
[рис.] Конденсатор подключен к источнику тока последовательно с резистором R = 20 кОм (см. ри...
ID 106017
Исследовалась зависимость напряжения на обкладках конденсатора от заряда этого конденсатора. Ре...
ID 106018
На рис. 1 приведена схема установки, с помощью которой исследовалась зависимость напряжения на ...
ID 106019
[рис.] Катушка индуктивности подключена к источнику тока с пренебрежимо малым внутренним сопрот...