Чтобы определить период колебаний пружинного маятника, используем формулу:
\[ T = 2 \pi \sqrt{\frac{m}{k}} \]
где:
- \( T \) — период колебаний (в секундах),
- \( m \) — масса груза (в килограммах),
- \( k \) — жесткость пружины (в Н/м).
В данном случае масса груза равна 100 г, что в килограммах будет:
\[ m = \frac{100}{1000} = 0.1 \text{ кг} \]
Жесткость пружины равна 40 Н. Подставим значения в формулу:
\[ T = 2 \pi \sqrt{\frac{0.1}{40}} \]
Теперь вычислим:
- Найдём значение \(\frac{0.1}{40}\):
\[ \frac{0.1}{40} = 0.0025 \]
- Найдём квадратный корень из 0.0025:
\[ \sqrt{0.0025} = 0.05 \]
- Подставим это значение в формулу для периода:
\[ T = 2 \pi \cdot 0.05 \]
Вычислим \(2 \pi \cdot 0.05\):
\[ T ≈ 0.314 \text{ секунд} \]
Теперь, чтобы найти, за какой период маятник совершил 10 колебаний, умножим период на количество колебаний:
\[ T_{total} = 10 \cdot T = 10 \cdot 0.314 \approx 3.14 \text{ секунд} \]
Таким образом, пружинный маятник совершил 10 колебаний за примерно 3.14 секунды.
