Чтобы начертить график колебаний, необходимо понимать основные параметры, которые мы имеем. Давайте разберем вашу задачу шаг за шагом.
Дано
- Амплитуда колебаний \( A = 30 \) см (это максимальное отклонение от положения равновесия).
- Период колебаний \( T = 1.4 \) с (это время, за которое происходит одно полное колебание).
- Частота колебаний \( f = 0.71 \) Гц (это количество колебаний в секунду).
Шаги для построения графика
Проверка связи между периодом и частотой: \[ f = \frac{1}{T} \] Подставим значение периода: \[ f = \frac{1}{1.4} \approx 0.714 \text{ Гц} \] Это значение близко к заданной частоте 0.71 Гц, поэтому параметры согласованы.
Определение функции колебаний: Колебания можно описать с помощью синусоидальной функции: \[ y(t) = A \cdot \sin(2\pi f t) \] Подставим значения: \[ y(t) = 30 \cdot \sin(2\pi \cdot 0.71 \cdot t) \]
Построение графика:
- По оси \( x \) (горизонтальная ось) будем откладывать время \( t \) в диапазоне, например, от 0 до \( 4T \) (то есть до 5.6 секунд, чтобы увидеть несколько циклов колебаний).
- По оси \( y \) (вертикальная ось) откладываем значение \( y(t) \) в сантиметрах от -30 см до +30 см.
- Вычислим несколько значений функции \( y(t) \) для различных значений времени \( t \).
Пример расчетов для нескольких значений \( t \):
- \( t = 0 \): \[ y(0) = 30 \cdot \sin(0) = 0 \]
- \( t = 0.5 \): \[ y(0.5) = 30 \cdot \sin(2\pi \cdot 0.71 \cdot 0.5) \approx 30 \cdot \sin(2.22) \approx 30 \cdot 0.79 \approx 23.7 \text{ см} \]
- \( t = 1.0 \): \[ y(1.0) = 30 \cdot \sin(2\pi \cdot 0.71 \cdot 1.0) \approx 30 \cdot \sin(4.44) \approx 30 \cdot -0.43 \approx -12.9 \text{ см} \]
- \( t = 1.4 \) (через один период): \[ y(1.4) = 30 \cdot \sin(2\pi \cdot 0.71 \cdot 1.4) \approx 30 \cdot \sin(6.28) \approx 0 \text{ см} \]
- Нанесение на график:
- На основе полученных значений отметьте точки на графике.
- Соедините их плавной линией.
Итоги
Теперь у вас есть функция, которая описывает колебания, и шаги для построения графика. Просто вычислите несколько значений этой функции для различных значений времени, отметьте их на графике, и соедините точки плавной кривой. График будет представлять собой синусоиду, колеблющуюся между -30 см и +30 см.