Для решения этой задачи воспользуемся формулой для периода колебаний простого маятника:
\[ T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}, \]
где:
- \( T \) — период колебаний,
- \( L \) — длина маятника,
- \( g \) — ускорение свободного падения (приблизительно \( 9.81 \, \text{м/с}^2 \)).
Сначала найдем период \( T \). У нас есть 20 колебаний за 40 секунд:
\[ T = \frac{t}{n} = \frac{40 \, \text{с}}{20} = 2 \, \text{с}. \]
Теперь подставим значение \( T \) в формулу и найдём длину маятника \( L \):
\[ 2 = 2\pi \sqrt{\frac{L}{9.81}}. \]
Упростим уравнение:
\[ 1 = \pi \sqrt{\frac{L}{9.81}}. \]
Теперь возведем обе стороны в квадрат:
\[ 1 = \pi^2 \frac{L}{9.81}. \]
Выразим \( L \):
\[ L = \frac{9.81}{\pi^2}. \]
Подставим значение \( \pi \approx 3.14 \):
\[ L \approx \frac{9.81}{(3.14)^2} \approx \frac{9.81}{9.86} \approx 0.995 \, \text{м}. \]
Таким образом, длина маятника approximately равна 1 метру.