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.