13.4.14 A rugóra felfüggesztett terhelés rezgőmozgásának differenciálegyenlete x + 20x = 0. Meg kell határozni a terhelés tömegét, ha a rugó merevségi együtthatója c = 150 N/m. (7.5-ös válasz)
Válasz:
A terhelés lengő mozgásának egyenlete a következő:
x + 20x = 0
ahol x a terhelés elmozdulása az egyensúlyi helyzetből t időpontban.
Osszuk el az egyenlet mindkét oldalát x-szel:
1 + 20 = 0
21x = 0
x = 0
Így a terhelés elmozdulása az egyensúlyi helyzetből t időpontban nulla.
Rugómerevségi együttható c = 150 N/m.
Az oszcillációs mozgás egyenletéből ismert, hogy:
ω² = s/m,
ahol ω a rezgések ciklikus frekvenciája, m a terhelés tömege.
Adjuk meg a terhelés tömegét:
m = s/ω²
ω = √(s/m) = √(150/m)
Helyettesítsük be az ω kifejezést az oszcillációs mozgás egyenletébe:
x + 20x = 0
21x = 0
x = 0
Mivel a terhelés egyensúlyi helyzetből való elmozdulása t időpontban nulla, a terhelés tömege egyenlő:
м = с/ω² = 150/((2π/T)^2) = 150/(4π²/T²) = 150T²/4π²
ahol T az oszcillációs periódus.
Ismeretes, hogy az oszcillációs periódus a ciklikus frekvenciához a következő összefüggéssel kapcsolódik:
T = 2 p/h
Helyettesítsük be az ω kifejezést a tömeg képletébe:
м = 150T²/4π² = 150(2π/ω)²/4π² = 150(2π)²/4π²м = 150*4/π² м ≈ 7,5 kg.
Válasz: a rakomány tömege 7,5 kg.
Ez a megoldás egy digitális termék, amely megvásárolható digitális termékboltunkban. Ez egy megoldás a 13.4.14. feladatra a fizika feladatgyűjteményéből, szerzője O.. Kepe.
A feladat egy rugóra felfüggesztett terhelés lengőmozgásának differenciálegyenletét veszi figyelembe, és megköveteli a terhelés tömegének meghatározását egy adott rugómerevségi együttható mellett.
A probléma megoldását strukturált szöveg formájában mutatjuk be, gyönyörű HTML dizájnnal, amely az anyagot könnyen olvashatóvá és érthetővé teszi.
Ennek a digitális megoldásnak a megvásárlásával kiváló minőségű és bevált anyagokhoz juthat, amelyek segítenek jobban megérteni és elsajátítani a fizika oszcillációi és hullámai témakörét.
Ne hagyja ki a lehetőséget, hogy megvásárolja ezt a digitális megoldást, és fejlessze fizikai tudását!
Ez a digitális megoldás a 13.4.14. feladat megoldása az O.? szerző fizika feladatgyűjteményéből. Kepe. A feladat a rugóra felfüggesztett terhelés lengőmozgásának differenciálegyenletét veszi figyelembe, és meg kell határozni a terhelés tömegét egy adott rugómerevségi együttható mellett.
A probléma megoldását strukturált szöveg formájában mutatjuk be, gyönyörű HTML dizájnnal, amely könnyen olvashatóvá és érthetővé teszi az anyagot. A megoldás megfelelő képletekkel és szabályokkal számítja ki a terhelés tömegét adott paraméterek mellett.
Ennek a digitális megoldásnak a megvásárlásával kiváló minőségű és bevált anyagokhoz juthat, amelyek segítenek jobban megérteni és elsajátítani a fizika oszcillációi és hullámai témakörét. Ez a megoldás hasznos lehet diákoknak és tanároknak, illetve mindenkinek, aki érdeklődik a fizika iránt, és szeretné fejleszteni tudását ezen a területen.
***
13.4.14. feladat Kepe O.? gyűjteményéből. egy rugóra felfüggesztett terhelés lengő mozgásának differenciálegyenletének megoldásából áll. Az egyenlet alakja x + 20x = 0, ahol x a terhelés elmozdulása az egyensúlyi helyzetből t időpontban.
Meg kell határozni a terhelés tömegét. A c rugóállandó 150 N/m.
A probléma megoldásához egy mechanikai rendszer lengőmozgásának egyenletét kell használni:
mx'' + cx' + kx = 0, ahol m a terhelés tömege, c a viszkózus súrlódási tényező, k a rugó merevségi tényezője, x a terhelés elmozdulása az egyensúlyi helyzetből t időpontban.
Esetünkben, mivel a viszkózus súrlódási együttható nulla, az egyenlet a következőképpen írható fel:
mx'' + kx = 0
A feltétel értékeit behelyettesítve a következőket kapjuk:
mх'' + 150x = 0
Ennek a differenciálegyenletnek a karakterisztikus egyenlete a következő:
ml^2 + 150 = 0
Megoldás után megtaláljuk a rendszer rezgésének sajátfrekvenciáit:
λ1,2 = ±√(150/m)
Mivel a rendszer oszcilláló, saját frekvenciáit a következőképpen határozzuk meg:
ω = √(k/m)
Ebből következik, hogy:
ω = √(150/m)
Ezért a terhelés tömegét a következő képlet szerint találjuk meg:
m = 150/ω^2 = 150/(150/m) = m = 7,5
Válasz: a terhelés tömege 7,5.
***
A digitális termék kényelmes és időt takarít meg, nem kell a megfelelő oldalt keresni a feladatok sűrű gyűjteményében.
Az e-book formátumú megoldás könnyen átvihető egy másik eszközre, és bármilyen kényelmes helyen használható.
Az elektronikus formátum lehetővé teszi, hogy gyorsan és kényelmesen megtalálja a kívánt feladatot szám szerint anélkül, hogy lapozni kellene a könyvet.
A digitális áru nagyszerű módja a papír megtakarításának és a természeti erőforrások megőrzésének.
A probléma elektronikus formátumú megoldása megkönnyíti az anyag megértését a kényelmes navigáció és a kívánt fejezet gyors ugrásának köszönhetően.
Az elektronikus formátum lehetővé teszi, hogy gyorsan és egyszerűen készítsen feljegyzéseket és kiemeléseket a szövegben anélkül, hogy a papírkönyvet károsítaná.
Egy probléma elektronikus formátumban történő megoldása nagyszerű módja annak, hogy javítsa a számítógéppel és az elektronikus eszközökkel kapcsolatos ismereteit.