Чтобы найти максимальную скорость груза, совершающего колебания на пружине, можно воспользоваться формулой:
\[ v_{\text{max}} = A \cdot \omega, \]
где
\( A \) — амплитуда движения (максимальное отклонение от положения равновесия),
\( \omega \) — угловая частота.
- Определим амплитуду \( A \):
Указано, что груз проходит по вертикали расстояние 30 см. Это расстояние соответствует двойной амплитуде колебаний (вверх и вниз), поэтому амплитуда будет равна половине этого значения:
\[ A = \frac{30 \, \text{см}}{2} = 15 \, \text{см} = 0,15 \, \text{м}. \]
- Определим угловую частоту \( \omega \):
Период колебаний \( T = 1 \, \text{с} \). Угловая частота выражается через период:
\[ \omega = \frac{2\pi}{T} = \frac{2\pi}{1 \, \text{с}} = 2\pi \, \text{рад/с}. \]
- Теперь подставим значения в формулу для расчета максимальной скорости:
\[ v_{\text{max}} = A \cdot \omega = 0,15 \, \text{м} \cdot 2\pi \, \text{рад/с}. \]
Подсчитаем:
\[ v_{\text{max}} \approx 0,15 \cdot 6,28 \approx 0,942 \, \text{м/с}. \]
Таким образом, максимальная скорость груза составляет примерно 0,94 м/с.
