Чтобы решить задачу, давайте используем формулы для вычисления периода колебаний пружинного маятника и затем найдем длительность 40 колебаний.
Шаг 1: Определим параметры
- Масса ( m = 100 ) г = ( 0.1 ) кг (переводим в килограммы).
- Жесткость пружины ( k = 25 ) Н/м.
Шаг 2: Найдем период колебаний
Период ( T ) колебаний пружинного маятника можно найти по формуле:
[
T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}
]
Подставим известные значения:
[
T = 2 \times 3.14 \times \sqrt{\frac{0.1}{25}}
]
Шаг 3: Вычислим
Вначале найдем ( \frac{m}{k} ):
[
\frac{m}{k} = \frac{0.1}{25} = 0.004
]
Теперь найдем квадратный корень:
[
\sqrt{0.004} = 0.0632455532 \text{ (приблизительно)}
]
Теперь подставим это значение в формулу для ( T ):
[
T = 2 \times 3.14 \times 0.0632455532 \approx 0.3979 \text{ с}
]
Шаг 4: Найдем длительность 40 колебаний
Теперь, зная период ( T ), можем найти время для 40 колебаний:
[
T_{40} = 40 \times T = 40 \times 0.3979 \approx 15.916
]
Шаг 5: Округление
Округлим результат до целых:
[
T_{40} \approx 16 \text{ секунд}
]
Итог
Длительность 40 колебаний предмета составляет примерно 16 секунд.