ID: 00025475
Подвешенный на пружине груз совершает вертикальные свободные гармонические колебания. Массу груза увеличили, оставив жёсткость пружины и амплитуду колебаний неизменными. Как при этом изменились частота колебаний груза и его максимальная скорость?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Частота колебаний груза Максимальная скорость груза
Источник: ФИПИ
Груз на пружине совершает вертикальные гармонические колебания. Массу груза увеличили, оставив жёсткость пружины k и амплитуду колебаний неизменными.
Круговая частота пружинного маятника $\omega=\sqrt{\dfrac{k}{m}}$ — масса стоит в знаменателе под корнем. При увеличении массы m частота (а вместе с ней и обычная частота $\nu=\omega/2\pi$) уменьшается.
Максимальная скорость груза при гармонических колебаниях равна $\upsilon_{max}=A\omega$. Амплитуда A не изменилась, а частота $\omega$ уменьшилась (см. выше) — значит и максимальная скорость тоже уменьшается.
Проверим на числах: если масса выросла в 4 раза, то $\omega$ уменьшится в 2 раза (корень из 4), и вместе с ней в 2 раза уменьшится максимальная скорость $\upsilon_{max}=A\omega$.
Итог: частота колебаний груза уменьшилась, максимальная скорость груза тоже уменьшилась.