• Коэффициенты жёсткости двух упругих пружин , соединённых последовательно, соответственно равны 10 и 30 Н/м. К пружинам подвешен груз массой 50 г. Найдите собственную частоту колебательной системы.

Ответы 4

  • Вы корень забыли извлечь при вычислении.
  • Всё верно! Извиняюсь за невнимательность
  • 1. Определяем общую жёсткость получившейся пружины состоящей из 2-ух последовательно соединённых пружин: k_{1/2}= \frac{k_1\cdot k_2}{k_1+k_2}= \frac{10\cdot 30}{10+30}=  7,5 \  \frac{H}{_M} 2. Собственная частота колебаний будет:  u =  \frac{1}{T} где период колебаний  T=2 \pi \cdot  \sqrt{ \frac{m}{k_{1/2}} } =2\cdot 3,14\cdot  \sqrt{ \frac{0,05}{7,5 }}\approx0,51276 \ cОткуда частота: u= \frac{1}{0,51276} \approx 1,95023 \ c^{-1}
  • 1 СПОСОБ:Если растянуть пружины, связанные параллельно на некоторую длину L, то каждая из них будет испытывать одну и ту же внешнюю силу F. Одна пружина растянется на x(1) = x, а другая на x(2) = L–x. При этом будет верно, что:k(1) x = k2 (L–x), откуда:k(1) x = k2 L– k(2) x ;( k(1) + k(2) ) x = k(2) L ;x(1) = k(2) L / ( k(1) + k(2) ) ;и x(2) = k(1) L / ( k(1) + k(2) ) ;Если разделить силу F на общее удлиннение, то получится:F/L = k(1) x(1) / L = k(1) k(2) / ( k(1) + k(2) ) = 1 / ( 1/k(1) + 1/k(2) ) ;Это и будет составной коэффициент жёсткости:k = 1 / ( 1/k(1) + 1/k(2) ) ;Частота колебаний выразится общей формулой:f = 1/(2п) √[k/m] ;f = 1 / ( 2 п √[ ( 1/k(1) + 1/k(2) ) m ] ) ;2 СПОСОБ:Можно поступить и иначе:Запишем второй закон Ньютона для системы:[1] ma = k(1) x(1) = k(2) x(2) , из второго равенства:x(2) = x(1) k(1) / k(2) , тогда:x(1) + x(2) = x(1) ( 1 + k(1) / k(2) ) , и поскольку:a = ( x(1) + x(2) )'' = x''(1) ( 1 + k(1) / k(2) ) , то подставим это выражение в первое равенство [1] :m x''(1) ( 1 + k(1) / k(2) ) = k(1) x(1) ;x''(1) ( 1/k(1) + 1/k(2) ) = [1/m] x(1) ;x''(1) = 1 / [ ( 1/k(1) + 1/k(2) ) m ] * x(1) ;А поскольку общее решение x'' = w²x , то:w² = 1 / [ ( 1/k(1) + 1/k(2) ) m ] ;w = 1 / √[ ( 1/k(1) + 1/k(2) ) m ] ;f = w/2п = 1 / ( 2 п √[ ( 1/k(1) + 1/k(2) ) m ] ) ;Посчитаем:f = 1 / ( 2 * 3.14 √[ ( 1/10 + 1/30 ) 0.05 ] ) = √[ 150 ] / ( 2 * 3.14 ) = 1.95 Гц.
  • Добавить свой ответ

Войти через Google

или

Забыли пароль?

У меня нет аккаунта, я хочу Зарегистрироваться

How much to ban the user?
1 hour 1 day 100 years