Вопрос задан 19.04.2026 в 22:23. Предмет Физика. Спрашивает Шинкаренко Макс.

Частота колебаний груза равна 440 Гц, амплитуда колебаний равна 0.2 мм. Сколько раз модуль смещения груза принимает значение 0.2 мм в течение 10 с, если в начальный момент груз находится в положении равновесия?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Сакевич Дима.

Давай разберём задачу шаг за шагом.

У нас есть:

  • Частота колебаний f=440f = 440 Гц

  • Амплитуда A=0.2A = 0.2 мм

  • Начальное положение — равновесие

  • Время наблюдения t=10t = 10 с

Нам нужно найти, сколько раз модуль смещения груза равен амплитуде ∣x∣=0.2|x| = 0.2 мм за 10 секунд.


Шаг 1: Запишем закон гармонического движения

Груз совершает гармонические колебания с началом в положении равновесия. Тогда смещение x(t)x(t) можно записать так:

x(t)=Asin⁡(2πft)x(t) = A \sin(2 \pi f t)

где A=0.2A = 0.2 мм.

Модуль смещения равен амплитуде, когда:

∣x(t)∣=A  ⟹  sin⁡(2πft)=±1|x(t)| = A \implies \sin(2 \pi f t) = \pm 1

Шаг 2: Найдём моменты времени

Синус равен ±1\pm 1 в точках:

2πft=π2+kπ,k=0,1,2,…2 \pi f t = \frac{\pi}{2} + k\pi, \quad k = 0, 1, 2, \dots t=12πf(π2+kπ)=1+2k4ft = \frac{1}{2\pi f} \left(\frac{\pi}{2} + k \pi\right) = \frac{1 + 2k}{4f}

То есть моменты времени, когда модуль смещения равен амплитуде:

tk=1+2k4f,k=0,1,2,…t_k = \frac{1 + 2k}{4 f}, \quad k = 0, 1, 2, \dots

Шаг 3: Найдём количество таких моментов за 10 секунд

Необходимо, чтобы tk≤10t_k \le 10:

1+2k4⋅440≤10\frac{1 + 2k}{4 \cdot 440} \le 10 1+2k≤4⋅440⋅101 + 2k \le 4 \cdot 440 \cdot 10 1+2k≤176001 + 2k \le 17600 2k≤17599  ⟹  k≤8799.52k \le 17599 \implies k \le 8799.5

Берём целые kk от 0 до 8799.

Количество моментов:

N=8799+1=8800N = 8799 + 1 = 8800

✅ Ответ

Модуль смещения груза принимает значение 0.2 мм 8800 раз за 10 секунд.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос