Fyzika/Mechanické kmitání

Kuba09.05.2014 22:02 Nahlásit
Dobrý večer, prosím Vás o řešení.
Na pružině kmitá zavěšené těleso s periodou 1s. Zvýšíme-li jeho hmotnost o 3kg pak je perioda kmitů 2s. Jaká je hmotnost tělesa? Mělo by vyjít 1kg. Děkuji

Odpovědi

Přidat odpověď ▾

Diskuze

Cenobita.10.05.2014 00:04 (Upr. 10.05.2014 11:11) Nahlásit
ω*ω=k/m

(2π/T)*(2π/T)=k/m

(2π/T)*(2π/T)=k/m

T1=1s
T2=2s

Δm=3kg

m1=?
m2=m1+Δm

m2=m1+3kg

(2π/T1)*(2π/T1)=k/m1
(2π/T2)*(2π/T2)=k/m2

m2=m1+3kg
(k/(2π/T2)*(2π/T2))=(k/(2π/T1)*(2π/T1))+3
k*(1/(1/T2)*(1/T2))-(1/(1/T1)*(1/T1))=3*2π*2π
k*(T2*T2 - T1*T1)=3*2π*2π
k=3*2π*2π/(T2*T2 - T1*T1)

m1=k/(2π/T1)*(2π/T1)
m1=3/(T2*T2 - T1*T1)*T1*T1
m1=3/(2*2 - 1*1)*1*1

m1=1 kg
=======

viz

https://www.ontola.com/cs/di/teleso-zavesene-na-pruzine
https://www.ontola.com/cs/di/fyzika-priklady-6
https://www.ontola.com/cs/di/fyzika-priklad-18
Cenobita.10.05.2014 00:17 (Upr. 10.05.2014 00:19) Nahlásit
obecný vzorec:

m1=Δm*T1*T1*/(T2*T2 - T1*T1)

Δm/m1=(T2*T2 - T1*T1)/(T1*T1)
=============================

m2-Δm=Δm*T1*T1*/(T2*T2 - T1*T1)

m2=Δm*(T1*T1*/(T2*T2 - T1*T1)+1)

Δm/m2=(T2*T2 - T1*T1)/(T2*T2)
=============================
Kuba10.05.2014 10:24 (Upr. 10.05.2014 10:35) Nahlásit
Takže jestli jsem to pochopil, tak potřebný vztah, který z toho vyplývá je m1=m2/(T2*T2-T1*T1)*T1*T1? Jinak děkuju :)
Cenobita.10.05.2014 11:08 (Upr. 10.05.2014 11:13) Nahlásit
Kuba: v čitateli je ale přírustek hmotnosti "Δm"

Platí: m2-Δm=m1

Kuba: ten "vztah" je tam jen pro zajímavost, důležité je to odvození.

Ten "vztah" jen dává do vzájemného poměru vstupní a výstupní hodnoty.

také platí:

m2/m1=(T2*T2)/(T1*T1)
=====================
Kuba10.05.2014 16:07 (Upr. 10.05.2014 16:08) Nahlásit
Rozumím, takže v čitateli se jedná pouze o hmotnostní přírustek Δm, tedy složku m2(m2=Δm+m1). Moc děkuji :)
Anonym Xewerob11.05.2014 00:48 Nahlásit
Tady dost záleží na tom, co chceš (nebo máš) opravdu "z gruntu" odvodit a co považuješ za "známé".

Celkem běžně se bere jako hotová věc, že pro kmitání závaží na pružině platí

ω = √(k/m) (1) což je totéž jako
T = 2π √(m/k) (2)

(neboli perioda těch kmitů je přímo úměrná odmocnině z hmotnosti)

A protože ze zadání je zřejmé, že T se zvýšila na dvojnásobek, tak se hmotnost (jsouc pod odmocninou) musela zvětšit na 4násobek. No a jestli čtyřnásobek nastal po přidání 3 kg, je zřejmé, že původní hmotnost byla 1 kg.

Takže připustím-li znalost toho vztahu (1) nebo (2), stačí prostá úvaha, celkem bez jakéhokoli počítání.
Přidat komentář do diskuze ▾