schoolМатематика
verifiedРешено AI
Найти массу груза в маятнике при равных периодах
help_outlineУсловие задачи

lightbulbКраткий ответ
Масса груза, при котором периоды колебаний математического и пружинного маятников равны, составляет примерно 0.9153 кг или 915 грамм. Решение основано на приравнивании формул периодов и выражении массы.
Подробное решение
Дано:
\(k = 23\) Н/м
\(l = 39\) см \( = 0,39\) м
\(g = 9,8\) м/с\(^2\)
\(T_1 = T_2\)
Найти: \(m\) — ?
Решение:
Период колебаний математического маятника определяется по формуле:
\[T_1 = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}\]
Период колебаний пружинного маятника определяется по формуле:
\[T_2 = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}\]
По условию задачи периоды равны (\(T_1 = T_2\)), следовательно:
\[2\pi \sqrt{\frac{l}{g}} = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}\]
Разделим обе части уравнения на \(2\pi\) и возведем в квадрат:
\[\frac{l}{g} = \frac{m}{k}\]
Выразим массу груза \(m\):
\[m = \frac{k \cdot l}{g}\]
Подставим числовые значения:
\[m = \frac{23 \cdot 0,39}{9,8} \approx \frac{8,97}{9,8} \approx 0,9153 \text{ кг}\]
Переведем массу в граммы:
\[m \approx 0,9153 \cdot 1000 = 915,3 \text{ г}\]
Округляем до целых по условию задачи:
\[m \approx 915 \text{ г}\]
Ответ: 915 г.