Задачи › Пружинный маятник, массивная пружина

Жгут с грузиком

  1. Жгут с грузиком

    СПбГУ 2023/24, 10 кл.
    5/10

    На невесомом эластичном жгуте подвешен грузик некоторой массы. Грузик смещают из положения равновесия и отпускают, в результате чего он начинает совершать вертикальные колебания. Зависимость смещения грузика от времени представлена на графике. Определите растяжение жгута в состоянии покоя. Ответ приведите в сантиметрах, округлив до ближайшего целого значения. Ускорение свободного падения примите равным \(10\) м/с\(^2\), массой жгута пренебрегите.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Период колебаний грузика по графику связан с массой и жёсткостью жгута. Растяжение в покое связано с весом грузика.

    Ответ

    \(405\) см.

    Решение

    Из графика определяем период колебаний: \(T=4\) с (вариант 1). Период пружинного маятника \(T=2\pi\sqrt{\dfrac{m}{k}}\), откуда \(\dfrac{m}{k}=\dfrac{T^2}{4\pi^2}\). Второй закон Ньютона для покоящегося жгута: \(mg=k\Delta x\), поэтому \[\Delta x=\frac{m}{k}\,g=\frac{T^2}{4\pi^2}\,g=\frac{16}{4\pi^2}\cdot 10~\text{м}\approx 4{,}05~\text{м}=405~\text{см}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи