Metalową kulę zawieszono na długiej nitce, wychylono w położeniu równowagi o niewielki kąt i puszczano swobodnie. Kula wykonała 20 drgani w czsie 40 s. A) określ drgań kuli,
b) długość nici, na ktorej zawieszono kulę.



Odpowiedź :

Wahadło matematyczne.

Okres drgań wahadła wynosi 2 s.

Długość wahadła wynosi około 1 m.

Kulę zawieszoną na nici traktujemy jako wahadło matematyczne.

Wahadło matematyczne wychylone z położenia równowagi wykonuje drgania wokół położenia równowagi.

Okres - czyli czas wykonania jednego pełnego drgania zależy od :

  • długości wahadła: l ,
  • współczynnika grawitacji : g

Okres drgań wahadła obliczamy z wzoru:

[tex]T=2\pi \sqrt{\frac{l}{g} }[/tex]

[tex]T=\frac{t}{n}[/tex]

w oparciu o dane:

[tex]n=20[/tex] liczba drgań

[tex]t=40s[/tex] czas wykonania drgań

[tex]g\approx10\frac{m}{s^2}[/tex]

[tex]T\to[/tex] okres drgań , należy obliczyć

[tex]l\to[/tex] długość wahadła , należy obliczyć

a) Obliczamy okres drgań wahadła:

[tex]T=\frac{t}{n}[/tex]

[tex]T=\frac{40s}{20}=2s[/tex]

b) obliczamy długość wahadła , przekształcamy wzór:

[tex]T=2\pi \sqrt{\frac{l}{g} }/^2[/tex]

[tex]T^2=4\pi ^2*\frac{l}{g}/*g[/tex]

[tex]T^2*g=4\pi ^2l/:4\pi ^2[/tex]

[tex]l=\frac{T^2g}{4\pi ^2}[/tex]

[tex]l=\frac{(2s)^2*10\frac{m}{s^2} }{4*(3,14)^2}[/tex]

[tex]l\approx\frac{40m}{39,44}\approx1m[/tex]