Il existe un corps 1 d'une munsse de 2 kg, qui se déplunce punr runpport à un corps 2 d'une masse de 8 kg sous l'action d'un ressort. La loi du mouvement du corps 1 est donnée par la formule : s = 0,2 + 0,05 cos(ωt), où s est la coordonnée du corps 1 et ω est la vitesse angulaire des oscillations du ressort.
Le corps 2 peut glisser le long de guides horizontaux. Au temps t = 2 s, le corps 2 commence à sortir d'un état de repos. Il est nécessaire de déterminer la vitesse du corps 2 à ce moment précis.
Répondre:
Dans un premier temps, nous déterminons la vitesse angulaire des oscillations du ressort :
ω = 2π/T, où T est la période d'oscillation du ressort.
Puisque le mouvement du corps 1 est lié au mouvement du corps 2, nous pouvons exprimer les coordonnées du corps 1 à travers les coordonnées du corps 2 :
s = x - l, où x est la coordonnée du corps 2 et l est la longueur du ressort étiré.
En différenciant cette expression par rapport au temps, on obtient :
v = dx/dt - dl/dt = dx/dt - v2, où v est la vitesse du corps 1, et v2 - vitesse du corps 2.
Puisque le corps 1 se déplace sous l'action d'un ressort, son accélération est déterminée par la formule :
une = -ω2s = -ω2(x-l).
Alors l’accélération du corps 2 sera déterminée par l’expression :
a2 = -une(m1/m2) = ω2(x - l)(m1/m2), où m1 = 2 kg - poids corporel 1, et m2 = 8 kg - poids corporel 2.
Puisque le corps 2 commence à sortir d'un état de repos, sa vitesse initiale est 0. Ensuite, pour déterminer la vitesse du corps 2 au temps t = 2 s, vous pouvez utiliser la formule :
v2 = ∫02a2dt = (ω2m1/m2)∫02(x - l)dt = (ω2m1/m2)(s0t-je0péché(ωt)),
où es-tu0 = s(t=2) = 0,35 m - coordonnée du corps 1 au temps t = 2 s, et l0 - longueur du ressort tendu dans un état donné.
En remplaçant les valeurs connues, on obtient :
v2 = (2π/T)2(2 kg)/(8 kg)(0,35 m - l0péché(4π
Il existe un corps 1 d'une masse de 2 kg, qui se déplace par rapport à un corps 2 d'une masse de 8 kg sous l'action d'un ressort. La loi du mouvement du corps 1 est donnée par la formule : s = 0,2 + 0,05 cos(ωt), où s est la coordonnée du corps 1 et ω est la vitesse angulaire des oscillations du ressort.
Le corps 2 peut glisser le long de guides horizontaux. Au temps t = 2 s, le corps 2 commence à sortir d'un état de repos. Il est nécessaire de déterminer la vitesse du corps 2 à ce moment précis.
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Dans un premier temps, nous déterminons la vitesse angulaire des oscillations du ressort :
ω = 2π/T, où T est la période d'oscillation du ressort.
Puisque le mouvement du corps 1 est lié au mouvement du corps 2, nous pouvons exprimer les coordonnées du corps 1 à travers les coordonnées du corps 2 :
s = x - l, où x est la coordonnée du corps 2 et l est la longueur du ressort étiré.
En différenciant cette expression par rapport au temps, on obtient :
v = dx/dt - dl/dt = dx/dt - v2, où v est la vitesse du corps 1, et v2 - vitesse du corps 2.
Puisque le corps 1 se déplace sous l'action d'un ressort, son accélération est déterminée par la formule :
une = -ω2s = -ω2(x-l).
Alors l’accélération du corps 2 sera déterminée par l’expression :
a2 = -une(m1/m2) = ω2(x - l)(m1/m2), où m1 = 2 kg - poids corporel 1, et m2 = 8 kg - poids corporel 2.
Puisque le corps 2 commence à sortir d'un état de repos, sa vitesse initiale est 0. Ensuite, pour déterminer la vitesse du corps 2 au temps t = 2 s, vous pouvez utiliser la formule :
v2 = ∫02a2dt = (ω2m1/m2)∫02(x - l)dt = (ω2m1/m2)(s0t-je0péché(ωt)),
où es-tu0 = s(t=2) = 0,35 m - coordonnée du corps 1 au temps t = 2 s, et l0 - longueur du ressort tendu dans un état donné.
En remplaçant les valeurs connues, on obtient :
v2 = (2π/T)2(2 kg)/(8 kg)(0,35 m - l0
ce produit numérique est la solution au problème 14.3.19 de la collection de Kepe O.. en physique. Si vous êtes un étudiant ou un écolier étudiant la physique, cette solution vous sera utile dans le processus d'apprentissage.
Ce problème considère le mouvement de deux corps reliés par un ressort. Il est nécessaire de déterminer la vitesse de l'un des corps à un moment donné. La solution au problème est présentée sous la forme d'instructions détaillées étape par étape qui vous permettront de comprendre comment la réponse a été obtenue et comment appliquer cette technique pour résoudre des problèmes similaires.
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Ce produit est une solution au problème 14.3.19 de la collection de Kepe O.?. en physique. Le problème considère le mouvement de deux corps reliés par un ressort, et il est nécessaire de déterminer la vitesse de l'un des corps à un moment donné. La solution est présentée sous forme d'instructions détaillées avec un algorithme de solution étape par étape.
Selon les conditions du problème, le corps 1 d'une masse de 2 kg se déplace par rapport au corps 2 d'une masse de 8 kg sous l'action d'un ressort. La loi du mouvement du corps 1 est donnée par la formule s = 0,2 + 0,05 cos(ωt), où s est la coordonnée du corps 1 et ω est la vitesse angulaire des oscillations du ressort. Le corps 2 peut glisser le long de guides horizontaux.
Pour résoudre le problème, il faut déterminer la vitesse angulaire des oscillations du ressort et exprimer la coordonnée du corps 1 à travers la coordonnée du corps 2. Il faut ensuite différencier cette expression par rapport au temps pour obtenir la vitesse du corps 1. L'accélération du corps 1 est déterminée par la formule a = -ω^2s, et l'accélération du corps 2 - expression a2 = -a(m1/m2).
Puisque le corps 2 commence à sortir d'un état de repos, sa vitesse initiale est de 0. Pour déterminer la vitesse du corps 2 au temps t = 2 s, vous pouvez utiliser la formule v2 = ∫0^2a2dt. En remplaçant les valeurs connues, nous obtenons la réponse : v2 = 0.
Ce produit est présenté au format HTML, ce qui facilite la lecture et l'étude du matériel. Il sera utile aux étudiants et aux écoliers qui étudient la physique, car il contient une solution détaillée au problème avec des instructions étape par étape.
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Solution au problème 14.3.19 de la collection de Kepe O.?. consiste à déterminer la vitesse du corps 2 pesant 8 kg au temps t = 2 s, s'il commence à sortir d'un état de repos et, sous l'action d'un ressort, se déplace par rapport au corps 1 pesant 2 kg selon la loi s = 0,2 + 0,05 cos ?t, où s est le déplacement du corps 1 par rapport à la position d'équilibre, t est le temps en secondes, ? - fréquence angulaire des oscillations du ressort en radians par seconde.
Pour résoudre le problème, il faut utiliser les lois de la dynamique et la loi de conservation de la quantité de mouvement. Premièrement, la vitesse du corps 1 au temps t = 2 s est déterminée à l'aide de la formule de vitesse lors des oscillations harmoniques : v = -Asin(ωt), où A est l'amplitude des oscillations, ω est la fréquence angulaire des oscillations du ressort . Ensuite, en utilisant la loi de conservation de la quantité de mouvement, la vitesse du corps 2 est déterminée.
Dans ce problème, la fréquence angulaire d'oscillation du ressort est inconnue, elle doit donc être déterminée à partir de l'équation d'oscillation s = 0,2 + 0,05 cos ?t. Pour cette équation il faut la réduire à la forme s = A cos(ωt + φ), où A est l'amplitude des oscillations, ω est la fréquence angulaire des oscillations du ressort, φ est la phase initiale des oscillations. Après avoir réduit l’équation sous cette forme, on obtient :
s = 0,25 cos (?t - 1,107)
En comparant cette équation avec s = A cos(ωt + φ), nous constatons que A = 0,25, φ = -1,107 rad. Alors la fréquence angulaire des oscillations du ressort est égale à ω = ?, où ? = ωt + φ. On substitue les valeurs t = 2 s et ω = ?/t - φ/t et on trouve la fréquence angulaire des oscillations du ressort :
ω = 1,107/2 + arccos(0,2/0,25)/2 ≈ 0,785 rad/s
Ensuite, en utilisant la formule de la vitesse lors des vibrations harmoniques, nous déterminons la vitesse du corps 1 au temps t = 2 s :
v1 = -Asin(ωt) = -0,25sin(0,785*2) ≈ -0,306 m/s
Enfin, en utilisant la loi de conservation de la quantité de mouvement, on trouve la vitesse du corps 2 au temps t = 2 s :
m1v1 + m2v2 = 0
v2 = -m1v1 / m2 = 0,306 * 2 / 8 = 0,0765 m/s
Ainsi, la vitesse du corps 2 au temps t = 2 s, s’il commençait à sortir d’un état de repos, est égale à 0,0765 m/s.
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