Question

Вантаж масою 0.4 кг здійснює коливання на пружині, жорсткість якої 250 Н/м. Амплітудаколивань 15 см. Яку швидкість має вантаж при проходженні через точку, віддалену відстану рівноваги на 10 см?"

Answer 1

Решить задачу можно двумя способами
Энергия при растяжении пружины на расстояние амплитуды A=0.15 м
Em=k·A²/2
Em=2.8125
Энергия пружины при растяжении пружины на расстояние Х=0.1 м
Ex=k·Х²/2
Ex =1.25
Разность 1.5625 идет на кинетическую энергию m·v²/2 откуда определим
v=sqrt(2·( Em- Ex)/m)
v= 2.79 м/с  

второй способ,
колебание соответствует уравнению
x=A·sin(wt)
учитывая, что
T=2·pi()·sqrt(m/k) и
w=2·pi()/T
получим
х=0.15·sin(25t)
подставив x=0.1, получим
0.1=0.15·sin(25t),
решив которое получим время
t=0.029189 c.
Производная от уравнения колебания даст скорость
v=0.15·25·cos(25t),
подставив полученное время, получим
v = 2.79 м/с