Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Как и во сколько раз изменится период малых колебаний грузика около его

Условие

Рисунок к задаче

Равносторонний треугольник, состоящий из трех жестких легких стержней, может вращаться без трения вокруг горизонтальной оси, совпадающей с одной из его сторон. В точке пересечения двух других его сторон к треугольнику прикреплен массивный грузик (см. рис.). Как и во сколько раз изменится период малых колебаний грузика около его положения равновесия, если ось вращения наклонить под углом альфа=45∘альфа = 45^{\circ} к горизонту?

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Обозначим расстояние от оси вращения треугольника до грузика через l Тогда период колебаний при горизонтальном положении оси равен, очевидно, T1=2ПиlgT_1=2 Пи \sqrt{\frac{l}{g}} После наклона оси на угол альфа возвращающая сила при отклонении треугольника от положения равновесия уменьшится: составляющая силы тяжести вдоль оси, равная mgsin⁡альфаmg \sin альфа (здесь m — масса грузика), будет компенсироваться силами реакции со стороны подшипников, в которых закреплена эта ось, а в направлении, перпендикулярном оси, будет действовать эффективная «сила тяжести», равна mgcos⁡альфаmg \cos альфа Поэтому период малых колебаний грузика при наклоненной оси будет равен T2=2Пиlgcos⁡альфаT_2=2 Пи \sqrt{\frac{l}{g \cos альфа}} Таким образом, период колебаний увеличится в n=T2T1=1cos⁡альфа=2=корень4степенииз:началоаргумента:2конецаргумента≈1,19n= \frac{T_2}{T_1} = \frac{1}{\sqrt{\cos альфа}} = \sqrt{\sqrt{2}} = корень 4 степени из: начало аргумента: 2 конец аргумента \approx 1,19 раз.

Осталось ещё 1 шаг

  1. Полный разбор с проверкой ответа

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Механика (расчетная задача)»