Drgania (ruch harmoniczny)
Film zawiera 3 najważniejsze zadania z drgań z fizyki. Nagranie dotyczy zagadnień fizycznych takie jak: ruch harmoniczny, wahadło, sprężyna, okres, częstotliwość, amplituda, prędkość kołowa, położenie równowagi, długość wahadła.
Zadanie 1
Na sprężynie o długości 10 cm zawieszono ciężarek o masie 0,1 kg, w wyniku czego długość sprężyny
zwiększyła się do 10,5 cm. Następnie zdjęto obciążnik i zawieszono inny, tym razem o masie 0,2 kg.
a) Wyprowadź wzór na okres drgań sprężyny po zawieszeniu drugiego ciężarka w zależności od danych a następnie oblicz ten okres.
b) Wyprowadź wzór na prędkość maksymalną drugiego ciężarka w zależności od danych i oblicz tą prędkość zakładając, że amplituda A=0,02 m.
Zadanie 2
W chwili t1=0,3s od przejścia przez położenie równowagi wahadło osiągnęło maksymalne wychylenie równe 2 cm. Oblicz:
a) okres wahadła
b) długość wahadła
c) prędkość w chwili przechodzenia przez położenie równowagi
d) prędkość w chwili t2=0,1 s.
Zadanie 3
Pręt zawieszono poziomo na trzech identycznych, bardzo lekkich sprężynach, których górnekońce przymocowano do sufitu (zobacz rys. 1.). Następnie ten pręt wychylono w kierunku pionowym z położenia równowagi sił, po czym puszczono. Skutkiem tego pręt wraz z układem
sprężyn został wprawiony w drgania o kierunku pionowym tak, że położenie chwilowe pręta zawsze było poziome (zobacz rys. 2.–4.). Częstotliwość drgań opisanego układu była równa f1. Następnie z układu usunięto środkową sprężynę (zobacz rys. 5.), a całość ponownie wprawiono w ruch drgający, podobny do opisanego powyżej. Częstotliwość drgań układu po usunięciu środkowej sprężyny była równa f2. Oblicz stosunek częstotliwości f1/f2. Uzyskany wynik liczbowy zapisz z dokładnością do czterech cyfr znaczących. Pomiń opory ruchu.