Решение задач по физике примеры

Рассмотрим далее несколько задач, в которых реализуются разные случаи затухания свободных колебаний.

Задача

В устройстве, рассмотренном в задаче 2.2, груз движется в среде с коэффициентом сопротивления*) r = 2 кг/с. Масса блока М = 8 кг. Жесткость пружины k = 1000 H/м. Масса груза т = 6 кг. Записать закон движения груза при его малых колебаниях по вертикали.

Решение

Уравнения, описывающие движение системы, отличаются от уравнений, использовавшихся при решении задачи 2.2, лишь добавлением силы сопротивления среды – вязкого трения в правой части записи 2-го закона Ньютона для грузика:

- r

Использование остальных уравнений системы (см. с.14, 15) позволяет привести это уравнение к виду (4.1) с константами

 = 0,1 c-1 и . Фотопроводимость полупроводников – это электрическая проводимость, возбуждённая электромагнитным  излучением за счёт обусловленного действием света перераспределением электронов по энергетическим уровням.

В нашем случае b << w0 и  = 10 рад×c-1. Итак колебания груза происходят по закону:

 (м).

Амплитуда и начальная фаза колебаний как обычно определяются начальными условиями.

Задача

В условиях предыдущей задачи определить параметры затухающих колебаний в системе: а) время релаксации амплитуды (tA); б) количество колебаний, за которое амплитуда уменьшится в e раз (Ne); в) логарифмический декремент затухания g ;

г) добротность Q .

Решение

a) Время релаксации амплитуды tA:

tA = 1/b = 10 c.

б)  , 0,6 с,  » 16.

в) Логарифмический декремент затухания:

 .

г) Добротность:  .

Кольца Ньютона являются частным случаем полос равной толщины. Они получаются следующим образом. Плосковыпуклая линза с большим радиусом кривизны кладётся на плоскопараллельную пластину. Тонкая кольцеобразная полоска воздуха между линзой пластинкой является клином с малым преломляющим углом.
Задачи для самостоятельного решения