Вопрос задан 31.01.2024 в 05:55. Предмет Физика. Спрашивает Староконь Алексей.

Материальная точка совершает гармонические колебания вдоль оси x по закону x=0.08*cos(2П/3*t-П/4)/ Чему равны амплитуда,частота,период,начальная фаза колебаний и значение координаты точки в момент t=3с?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Судомойкина Лида.

Для анализа заданного уравнения гармонических колебаний x=0.08cos(2π3tπ4)x = 0.08 \cdot \cos\left(\frac{2\pi}{3}t - \frac{\pi}{4}\right), рассмотрим его компоненты:

  1. Амплитуда колебаний (A) — это максимальное отклонение колеблющейся величины от положения равновесия. В данном случае амплитуда равна коэффициенту перед косинусом, то есть A=0.08A = 0.08 м.

  2. Частота колебаний (f) — количество колебаний в единицу времени. Чтобы найти частоту, нужно сначала определить циклическую частоту ω\omega, которая равна коэффициенту перед tt в аргументе косинуса. В данном случае ω=2π3\omega = \frac{2\pi}{3} рад/с. Частота ff связана с циклической частотой ω\omega соотношением ω=2πf\omega = 2\pi f, откуда f=ω2π=13f = \frac{\omega}{2\pi} = \frac{1}{3} Гц.

  3. Период колебаний (T) — время, за которое совершается одно полное колебание. Период обратно пропорционален частоте: T=1fT = \frac{1}{f}. Таким образом, T=3T = 3 с.

  4. Начальная фаза колебаний (φ) — фаза колебаний в начальный момент времени. В данном уравнении начальная фаза равна π4\frac{\pi}{4} рад.

  5. Значение координаты точки в момент t=3t = 3 с найдем, подставив значение tt в уравнение колебаний:

    x(3)=0.08cos(2π33π4)=0.08cos(2ππ4)x(3) = 0.08 \cdot \cos\left(\frac{2\pi}{3} \cdot 3 - \frac{\pi}{4}\right) = 0.08 \cdot \cos\left(2\pi - \frac{\pi}{4}\right)

    Учитывая периодичность косинуса, cos(2ππ4)=cos(π4)\cos(2\pi - \frac{\pi}{4}) = \cos(-\frac{\pi}{4}). Далее, cos(π4)\cos(-\frac{\pi}{4}) равен 22\frac{\sqrt{2}}{2} по тригонометрическим таблицам. Таким образом, значение координаты в момент t=3t = 3 с равно x(3)=0.0822x(3) = 0.08 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2}.

Итак, амплитуда колебаний равна 0.08 м, частота — 13\frac{1}{3} Гц, период — 3 с, начальная фаза — π4\frac{\pi}{4} рад, а координата точки в момент t=3t = 3 с равна 0.08220.08 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} м.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос