Лучшие помощники
- Megamozg 2205 б
- Matalya1 1800 б
- DevAdmin 1720 б
- arkasha_bortnikov 895 б
- Dwayne_Johnson 865 б
Помогите с физикой!
Частица участвует одновременно в двух гармонических колебаниях, совершающихся по взаимно перпендикулярным направлениям. Заданы частоты колебаний одинаковы и равны по 2 Гц, их амплитуды 3 см и 7 см, а начальные фазы π/2 рад и 4π/3 рад соответственно. Напишите уравнения исходных колебаний. Найдите уравнение траектории результирующего движения в координатах ХОY и постройте ее график. Укажите на графике положение частицы в начальный момент времени и направление движения по траектории.
1
ответ
Уравнения исходных колебаний можно записать в виде:
$x_1 = 3\sin(2\pi t + \frac{\pi}{2})$
$x_2 = 7\sin(2\pi t + \frac{4\pi}{3})$
Для нахождения уравнения траектории результирующего движения необходимо сложить движения по осям X и Y:
$x = x_1 + x_2 = 3\sin(2\pi t + \frac{\pi}{2}) + 7\sin(2\pi t + \frac{4\pi}{3})$
$y = y_1 + y_2 = 3\cos(2\pi t + \frac{\pi}{2}) + 7\cos(2\pi t + \frac{4\pi}{3})$
Выразим $t$ из первого уравнения и подставим во второе:
$y = 3\cos(\arcsin(\frac{x-7\sin(\frac{4\pi}{3})}{3}) + \frac{\pi}{2}) + 7\cos(2\pi t + \frac{4\pi}{3})$
Упростим:
$y = 3\cos(\arcsin(\frac{x+7\sqrt{3}}{6}) + \frac{\pi}{2}) - 7\sin(\frac{4\pi}{3})$
Таким образом, уравнение траектории имеет вид:
$y = -\frac{3\sqrt{3}}{2}\sqrt{1-\frac{(x+7\sqrt{3}/2)^2}{27}} - \frac{7}{2}$
Построим график этой функции:

Частица в начальный момент времени находится в точке (-4, -8) и движется по траектории, изображенной на графике, в направлении, обратном часовой стрелке.
$x_1 = 3\sin(2\pi t + \frac{\pi}{2})$
$x_2 = 7\sin(2\pi t + \frac{4\pi}{3})$
Для нахождения уравнения траектории результирующего движения необходимо сложить движения по осям X и Y:
$x = x_1 + x_2 = 3\sin(2\pi t + \frac{\pi}{2}) + 7\sin(2\pi t + \frac{4\pi}{3})$
$y = y_1 + y_2 = 3\cos(2\pi t + \frac{\pi}{2}) + 7\cos(2\pi t + \frac{4\pi}{3})$
Выразим $t$ из первого уравнения и подставим во второе:
$y = 3\cos(\arcsin(\frac{x-7\sin(\frac{4\pi}{3})}{3}) + \frac{\pi}{2}) + 7\cos(2\pi t + \frac{4\pi}{3})$
Упростим:
$y = 3\cos(\arcsin(\frac{x+7\sqrt{3}}{6}) + \frac{\pi}{2}) - 7\sin(\frac{4\pi}{3})$
Таким образом, уравнение траектории имеет вид:
$y = -\frac{3\sqrt{3}}{2}\sqrt{1-\frac{(x+7\sqrt{3}/2)^2}{27}} - \frac{7}{2}$
Построим график этой функции:

Частица в начальный момент времени находится в точке (-4, -8) и движется по траектории, изображенной на графике, в направлении, обратном часовой стрелке.
0
·
Хороший ответ
3 мая 2023 17:33
Остались вопросы?
Еще вопросы по категории Физика
К чему приложена сила трения...
Формула для нахождения скорости записывается… 1: v = tl 2: v = t/l 3: v = l/t 4: v = t2l2...
Ответьте на вопросы. 1) В результате чего меняется скорость тела? Приведите примеры. 2) Какой опыт показывает, как изменяется скорость тела при возник...
Вычислить удельные теплоемкости Cp и Cv 1)гелия и 2)азота, принимая эти газы за идеальные....
КАКИЕ БЫВАЮТ СКАЛЯРНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ, А КАКИЕ БЫВАЮТ ВЕКТОРНЫЕ!?)...