Сколько времени понадобится телу, чтобы пройти путь, равный 14 амплитуде, если период его колебаний составляет

  • 12
Сколько времени понадобится телу, чтобы пройти путь, равный 14 амплитуде, если период его колебаний составляет 24 секунды, и движение тела во время колебаний является равнопеременным (равноускоренным или равнозамедленным), при условии, что тело находилось в положении равновесия в начальный момент времени? (округлите ответ до сотых)
Морозный_Полет
20
Для решения данной задачи, мы можем использовать формулу, связывающую период колебаний тела, амплитуду и время прохождения пути.

Формула для вычисления времени прохождения пути равна:
\[T = \frac{T_0}{2}\cdot \sin^{-1}\left(\frac{A}{A_0}\right)\]
где:
\(T\) - время прохождения пути,
\(T_0\) - период колебаний,
\(A\) - путь, который нужно пройти телу,
\(A_0\) - амплитуда.

В нашем случае перед нами стоит задача вычислить время \(T\), имея период колебаний \(T_0 = 24\) секунды и путь \(A = 14\) амплитуд.

Подставляем значения в формулу:
\[T = \frac{24}{2}\cdot \sin^{-1}\left(\frac{14}{A_0}\right)\]

Так как начальное положение тела в положении равновесия, то амплитуда \(A_0\) равна начальной амплитуде колебаний. Начальная амплитуда колебаний равна максимальной амплитуде, которую мы обозначили как \(A\) в формуле. В данной задаче \(A_0 = A = 14\) амплитуд.

Подставляем значение \(A_0\) в формулу:
\[T = \frac{24}{2}\cdot \sin^{-1}\left(\frac{14}{14}\right)\]

Так как аргумент синуса равен 1, значение синуса обратного арксинуса равно \(\frac{\pi}{2}\). Подставляем это значение в формулу:
\[T = \frac{24}{2}\cdot \frac{\pi}{2}\]

Упрощаем выражение:
\[T = 12\cdot \frac{\pi}{2}\]

Используя приближенное значение числа \(\pi\) равное 3.14, получим:
\[T = 12\cdot 3.14\]

Вычисляем выражение:
\[T \approx 37.68\]

Округляем ответ до сотых:
\[T \approx 37.68 \text{ секунды}\]

Таким образом, телу понадобится примерно 37.68 секунды, чтобы пройти путь, равный 14 амплитуде, при условии равнопеременного движения и начальном положении равновесия.