Чтобы найти массу грузика на пружине, необходимо использовать формулу для частоты колебаний системы пружины и груза:
\[ f = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{k}{m}} \]
где:
- \( f \) — частота колебаний (в герцах),
- \( k \) — жесткость пружины (в Н/м),
- \( m \) — масса груза (в кг).
В вашем случае:
- \( f = 5 \) Гц,
- \( k = 100 \) Н/м.
Сначала подставим известные значения в формулу и выразим массу \( m \):
\[ 5 = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{100}{m}} \]
Чтобы решить это уравнение, сначала умножим обе стороны на \( 2\pi \):
\[ 5 \cdot 2\pi = \sqrt{\frac{100}{m}} \]
Теперь возведем обе стороны в квадрат:
\[ (10\pi)^2 = \frac{100}{m} \]
Так как \( (10\pi)^2 = 100\pi^2 \), то уравнение можно записать так:
\[ 100\pi^2 = \frac{100}{m} \]
Теперь умножим обе стороны на \( m \):
\[ 100\pi^2 m = 100 \]
Делим на \( 100\pi^2 \):
\[ m = \frac{100}{100\pi^2} \]
Упрощаем:
\[ m = \frac{1}{\pi^2} \]
Теперь подставим значение \(\pi \approx 3.14\):
\[ m \approx \frac{1}{(3.14)^2} \approx \frac{1}{9.86} \approx 0.1014 \, \text{кг} \]
Таким образом, масса грузика на пружине составляет примерно \( 0.1014 \) кг.