Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Harmonikus rezgőmozgás

478
Csatoltam képet.
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
0
Középiskola / Fizika

Válaszok

1
Ha az `m` tömegű testet egy `k` rugóállandójú rugó mozgatja, akkor a kitérése: `x=A sin(sqrt(k/m)t)`

A sebessége pedig ennek a deriváltja: `v=(dx)/(dt)=A sqrt(k/m) cos(sqrt(k/m)t)`

A rugóban tárolt (potenciális) energia: `1/2kx^2=1/2kA^2sin^2(sqrt(k/m)t)`

A test mozgási energiája: `1/2mv^2=1/2m A^2 k/m cos^2(sqrt(k/m)t)=1/2kA^2cos^2(sqrt(k/m)t)`

Tehát a két energia akkor egyenlő, amikor `sin^2(sqrt(k/m)t)=cos^2(sqrt(k/m)t)`. Keressük meg, hogy ez milyen `t` pillanatokban áll fenn:

`sin^2(sqrt(k/m)t)=cos^2(sqrt(k/m)t)`

`sin^2(sqrt(k/m)t)=1-sin^2(sqrt(k/m)t)`

`2sin^2(sqrt(k/m)t)=1`

`sin^2(sqrt(k/m)t)=1/2`

`sin(sqrt(k/m)t)=+-1/sqrt(2)`

Nem is kell tovább oldanunk az egyenletet, mert a feladat nem kérdezte az időpontot, csak azt, hogy ekkor mekkora a kitérés. Helyettesítsük be a szinuszt a kitérés időfüggvényébe, és készen is vagyunk:

`x=A sin(sqrt(k/m)t)=+-A/sqrt(2)`

A feladatlapon szereplő megoldás is ugyanez, csak bővítve van a tört `sqrt(2)`-vel.
Módosítva: 7 éve
1