Мальчик качается на качелях. Как изменится период их колебаний, если вместе с ним на качели сядет его сестра?

ответ к заданию по физике
 

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно понять, что определяет период колебаний качелей.

Период колебаний качелей зависит от длины подвеса и ускорения свободного падения. Длина подвеса - это расстояние от точки подвеса до центра масс качелей, а ускорение свободного падения - это ускорение, с которым все предметы падают под воздействием силы тяжести.

Первоначально, когда мальчик качается один, длина подвеса и ускорение свободного падения остаются неизменными. Из этого следует, что период его колебаний остается неизменным.

Однако, когда на качели садится его сестра, меняется распределение масс на качелях. Добавление дополнительной массы (сестры) приводит к смещению центра масс системы. Изменение положения центра масс влияет на период колебаний.

В этом случае, заметим, что масса системы (мальчик + сестра) увеличивается, но длина подвеса остается той же. Чтобы понять, как это влияет на период колебаний, можно использовать формулу периода колебаний T:

T = 2π√(L/g)

где T - период колебаний, L - длина подвеса и g - ускорение свободного падения.

Поскольку масса системы увеличивается, но длина подвеса остается неизменной, мы видим, что период колебаний T увеличится. Это происходит потому, что с увеличением массы системы она становится более инертной и требуется больше времени для завершения одного полного колебания.

Теперь рассмотрим обоснование этого ответа. Мы знаем, что период колебаний зависит от длины подвеса и ускорения свободного падения. Длина подвеса остается той же, так как мы не меняем физические параметры качелей. Ускорение свободного падения также остается неизменным. Следовательно, увеличение массы мальчика и сестры ведет к увеличению периода колебаний качелей.

Итак, чтобы ответить на вопрос, "Как изменится период их колебаний, если вместе с ним на качели сядет его сестра?", мы можем сказать, что период колебаний качелей увеличится.