Давайте разберем эту задачу шаг за шагом.
Дано
Формула для расчета периода колебания математического маятника:
[ t = 2\pi \sqrt{l} ]
где ( t ) — период колебания в секундах, а ( l ) — длина нити в метрах.
Условие задачи
Нам необходимо узнать, во сколько раз увеличится период колебания маятника, если длина нити увеличится в 16 раз.
Шаг 1: Определим начальное значение периода
Предположим, что начальная длина нити составляет ( l ). Тогда период будет равен:
[ t_1 = 2\pi \sqrt{l} ]
Шаг 2: Найдем новое значение длины и периода
Теперь увеличим длину нити в 16 раз. Новая длина нити будет:
[ l' = 16l ]
Теперь подставим эту длину в формулу периода:
[ t_2 = 2\pi \sqrt{l'} = 2\pi \sqrt{16l} ]
Шаг 3: Упростим новое значение периода
Используя свойства корней, мы можем упростить ( t_2 ):
[ t_2 = 2\pi \sqrt{16} \cdot \sqrt{l} = 2\pi \cdot 4 \cdot \sqrt{l} = 8\pi \sqrt{l} ]
Шаг 4: Сравним новый и старый периоды
Теперь, чтобы узнать, во сколько раз увеличился период, мы сравним ( t_2 ) и ( t_1 ):
[ t_2 = 8\pi \sqrt{l} ]
[ t_1 = 2\pi \sqrt{l} ]
Теперь найдем отношение ( t_2 ) к ( t_1 ):
[
\frac{t_2}{t_1} = \frac{8\pi \sqrt{l}}{2\pi \sqrt{l}} = \frac{8}{2} = 4
]
Ответ
Таким образом, период колебания маятника увеличится в 4 раза при увеличении длины нити в 16 раз.