Тема . Механика. Колебания

.02 Колебательные системы

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. колебания
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#45038

Груз массой m  подвешен с помощью пружины жёсткостью k  , лёгких нитей и невесомого блока (см. рисунок).
1) Найти удлинение пружины в положении равновесия системы.
2) Найти период вертикальных колебаний груза при условии непровисания нитей.
(МФТИ, 1996)

PIC

Источники: МФТИ, 1996

Показать ответ и решение

1) Сила натяжения нити от груза m  равна mg  , после блока она ”делится на 2 участка”, значит, сила упругости пружины:

F0 =  mg--= k Δl0,
       2

отсюда искомая величина

      mg--
Δl0 =  2k .

2) Пусть длина недеформированной пружины l
0   , длина нити – L
  0   , Δl  – деформация пружины. Расставим силы

PIC

По второму закону Ньютона для груза

max  = mg  − 2T.

Длина нити и пружины равны:

2x =  L0 + l0 + Δl

продифференцируем по времени t  дважды:

2ax = 0 + 0 + ¨Δl

С учетом второго закона Ньютона:

     ¨
m  ⋅Δl- = mg  − 2kΔl ⇒  Δ¨l +  4kΔl  = mg.
     2                        m

Получили уравнение гармонических колебаний с циклической частотой

     ∘ ---
        k-
ω = 2   m .

Тогда период

     2π     ∘ m--
T =  ---= π   --
     ω        k
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Записана формула силы упргости пружины

2

Записан второй закон Ньютона

2

Записана деформация пружины

2

Записана формула периода гармонических колебаний

2

Представлен правильный ответ

2

Максимальный балл

10

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!