Для решения этой задачи начнем с формулы, которая связывает частоту \( f \) колебаний и количество колебаний за определенный промежуток времени. Частота \( f \) определяет количество колебаний в секунду. Если у нас частота \( f = 0.5 \, \text{Гц} \), это означает, что груз совершает \( 0.5 \) колебания за 1 секунду.
Теперь найдем количество колебаний за 20 секунд. Умножаем частоту на время:
\[ N = f \cdot t = 0.5 \, \text{Гц} \cdot 20 \, \text{с} = 10 \, \text{колебаний} \]
Таким образом, груз пружинного маятника совершит 10 колебаний за 20 секунд.
Теперь рассчитаем путь, который пройдет груз. Путь при осуществлении полного колебания (от максимального отклонения в одну сторону до максимального отклонения в другую) равен удвоенной амплитуде, то есть:
\[ S_{\text{в одно колебание}} = 2 \cdot A \]
Где \( A \) – амплитуда. Для данной задачи амплитуда \( A = 45 \, \text{см} = 0.45 \, \text{м} \). Тогда путь за одно колебание:
\[ S_{\text{в одно колебание}} = 2 \cdot 0.45 \, \text{м} = 0.90 \, \text{м} \]
Теперь найдем общий путь \( S \) за 10 колебаний:
\[ S = N \cdot S_{\text{в одно колебание}} = 10 \cdot 0.90 \, \text{м} = 9 \, \text{м} \]
Таким образом, груз пружинного маятника пройдет путь в 9 метров за 20 секунд.