Выполнив все необходимые расчеты, изобразите графики зависи мости координаты, скорости и ускорения от времени для маятника часов. Амплитуда колебаний 5 см, период 1 с.​

Sawensia Sawensia    3   15.02.2021 19:13    15

Ответы
shakutis shakutis  15.01.2024 09:42
Для начала, давайте рассмотрим уравнение гармонического колебания маятника часов:

x(t) = A*cos(ωt + φ)

Где:
x(t) - координата маятника в момент времени t
A - амплитуда колебаний (в данном случае: 5 см)
ω - угловая частота (в данном случае: 2π/T, где T - период колебаний (в данном случае: 1 с))
t - время
φ - начальная фаза (в данном случае, возьмем ее равной нулю)

Из этого уравнения у нас есть возможность выразить скорость и ускорение маятника.

1) Скорость маятника:
v(t) = dx(t)/dt = -A*ω*sin(ωt + φ)

Здесь мы использовали производную от функции x(t) по времени (так как она в итоге превращается в синус) и направили ее влево (то есть, добавили минус перед открывающейся скобкой).

2) Ускорение маятника:
a(t) = dv(t)/dt = -A*ω^2*cos(ωt + φ)

Аналогично, мы взяли производную от v(t) по времени (косинус превращается в минус синуса) и направили ее влево.

Теперь, давайте построим графики для координаты, скорости и ускорения маятника от времени.

1) График координат:
Для этого нам нужно записать уравнение x(t) и подставить различные значения времени t из выбранного диапазона (например, от 0 до 2 секунды).

x(t) = A*cos(ωt + φ)

Подставим значения для A и T:
A = 5 (амплитуда колебаний)
T = 1 (период колебаний)

Теперь у нас есть уравнение:

x(t) = 5*cos(2πt + 0)

Построим график, где на оси t будет откладываться время, а на оси x - координата маятника.

2) График скорости:
Для этого нам нужно записать уравнение v(t) и подставить те же значения времени t.

v(t) = -A*ω*sin(ωt + φ)

Подставим значения для A и T:

A = 5 (амплитуда колебаний)
T = 1 (период колебаний)
ω = 2π/T

Теперь у нас есть уравнение:

v(t) = -5*2π/T*sin(2πt + 0)

Построим график, где на оси t будет откладываться время, а на оси v - скорость маятника.

3) График ускорения:
Для этого нам нужно записать уравнение a(t) и подставить те же значения времени t.

a(t) = -A*ω^2*cos(ωt + φ)

Подставим значения для A и T:

A = 5 (амплитуда колебаний)
T = 1 (период колебаний)
ω = 2π/T

Теперь у нас есть уравнение:

a(t) = -5*(2π/T)^2*cos(2πt + 0)

Построим график, где на оси t будет откладываться время, а на оси a - ускорение маятника.

Все это позволит визуализировать изменение координаты, скорости и ускорения маятника часов в зависимости от времени.
ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Физика