Задача 4.1

|
Тело совершает гармоническое колебательное движение. Во сколько раз время, затраченное на прохождение расстояния, равного первой половине амплитуды, меньше времени, затраченного на прохождение расстояния, равного второй половине амплитуды?
|
Задача 4.2

|
К спиральной пружине подвесили груз, масса которого 0,1 кг значительно больше массы пружины. При этом пружина удлинилась на Δℓ = 5 см. Затем груз оттянули на 3 см и отпустили. Определите потенциальную энергию колебаний и соотношение между периодами колебаний груза и потенциальной энергии.
|
Задача 4.3

|
Складываются два колебания x1 = 5 ⋅ sin 500t см и x2 = 5 ⋅ sin 501t см одного направления. Запишите уравнение результирующего колебания и определите период изменения его амплитуды.
|
Задача 4.4

|
Материальная точка участвует в двух взаимно перпендикулярных колебаниях, выражаемых уравнениями
(4.4.1)
,
(4.42)
.
Определите траекторию и постройте её на чертеже. Покажите направление движения точки.
|
Задача 4.5

|
Тело массой 1 г совершает затухающие колебания с частотой ω = 3,14 с-1. В течении времени t = 50 c энергия тела уменьшилась в 5 раз. Определите коэффициент затухания β, коэффициент сопротивления среды r и логарифмический коэффициент затухания λ.
|
Задача 4.6

|
Колебательный контур состоит из конденсатора ёмкостью C = 103 пф и катушки, индуктивность которой L = 4 ⋅ 10-3 Гн, а сопротивление R = 2 ⋅ 10-2 Ом.
1) Определите частоту собственных колебаний и длину волны, на которую настроен контур.
При разомкнутой цепи конденсатор зарядился до qm = 2⋅10-7 Кл, а затем цепь замкнули.
2) Запишите уравнение для разности потенциалов на зажимах конденсатора Uc (t) и тока в цепи I(t).
3) Вычислите логарифмический декремент затухания контура, а также интервал времени, в конце которого амплитуда разности потенциалов UCm уменьшится в два раза. Определите число колебаний, совершённых за это время.
|
Задача 4.7

|
К вертикально висящей пружине подвешивают груз. При этом пружина удлиняется на 9,8 см. Оттягивая этот груз и отпуская его, заставляют груз совершать колебания. Чему должен быть равен коэффициент затухания β, чтобы:
1) колебания прекратились через 10 с (считать условно, что колебания прекратились, если их амплитуда упала до 1% от начальной величины);
2) груз возвращался в положение равновесия апериодически.
|
Задача 4.8

|
По грунтовой дороге прошёл трактор, оставив следы в виде ряда углублений, находящихся на расстоянии 30 см друг от друга. По этой дороге покатили детскую коляску, имеющую две одинаковые рессоры, каждая из которых прогибается на 2 см под действием груза в 1 кг. С какой скоростью катили коляску, если от толчков на углублениях она, попав в резонанс, начала сильно раскачиваться? Вес коляски 10 кг.
|
Задача 4.9

|
В однородной среде распространяется плоская упругая волна вида . Найдите скорость распространения данной волны, максимальную скорость колебаний частиц среды и изобразите на графиках зависимости от х для момента времени t = 0.
|
Задача 4.10

|
На струне длиной ℓ = 100 см образовалась стоячая волна, имеющая четыре узла. Найдите координаты точек, которые совершают колебания с амплитудой в два раза меньше максимальной Am.
|
Задача 4.11

|
Точечный изотропный источник испускает звуковые колебания с частотой ν = 9 кГц. На расстоянии r0 = 10 м от источника амплитуда смещения частиц среды A0 = 10 мкм. Найдите расстояние r, на котором амплитуда смещения частиц среды А в три раза меньше A0 и амплитуду колебаний скорости частиц среды на этом расстоянии.
|
Задача 4.12

|
Чему равно отношение энергии магнитного поля колебательного контура к энергии его электрического поля для момента времени Т/8 сек?
|
Задача 4.13

|
Плоская электромагнитная волна
,
где , распространяется в вакууме.
Найдите средний за период поток энергии, проходящий через плоскую поверхность площадью S = 5 см2, расположенную перпендикулярно оси х.
|
Задача 4.14

|
В упругой среде распространяется волна со скоростью 300 м/с. Уравнение колебаний источника имеет вид . Чему равна максимальная кинетическая энергия, переносимая волной через среду массой 4 кг? Чему равна эта энергия в момент максимального смещения точек среды от положения равновесия?
|