Рассмотрим задачу по частям, чтобы дать подробное объяснение.
Дано:
- Амплитуда колебаний \( A = 2\, \text{см} = 0{,}02\, \text{м} \)
- Частота колебаний \( f = 5\, \text{Гц} \)
- В начальный момент смещение — самое большое (то есть груз находится на амплитуде)
а) Чему равен период колебаний?
Период \( T \) — время, за которое совершается одно полное колебание.
Зависит от частоты:
\[
T = \frac{1}{f}
\]
Подставляем число:
\[
T = \frac{1}{5\, \text{Гц}} = 0,2\, \text{с}
\]
Ответ: \(\boxed{T = 0,2\, \text{с}}\)
б) Чему равен путь, который проходит груз за 1 мин?
Что такое путь?
Путь — это длина траектории, которую проходит груз за заданное время.
Поскольку в одном полном колебании груз движется туда и обратно по амплитуде \( 2A \),
- полный путь за одно колебание равен:
\[ S_{\text{за 1 цикл}} = 4A \]
Подставляем:
\[
S_{\text{за 1 цикл}} = 4 \times 0,02\, \text{м} = 0,08\, \text{м}
\]
Количество колебаний за 1 минуту:
- Время: 1 минута = 60 секунд
- Количество полных колебаний за 60 секунд:
\[ N = f \times t = 5\, \text{Гц} \times 60\, \text{с} = 300\, \text{колебаний} \]
Общий путь:
\[
S_{\text{общий}} = N \times S_{\text{за 1 цикл}} = 300 \times 0,08\, \text{м} = 24\, \text{м}
\]
Ответ: \(\boxed{S \approx 24\, \text.м}\)
в) Сколько раз груз проходит через положение равновесия за 1 мин?
Через равновесие груз проходит два раза за одно полное колебание:
- один раз при движении в одну сторону,
- второй — при движении в другую.
Поэтому за \( N \) колебаний количество прохождений через равновесие:
\[
2 \times N
\]
Подставляем значение:
\[
2 \times 300 = 600
\]
Ответ: \(\boxed{600}\) раз
Если нужен более подробный разбор любого этапа — обращайтесь!