Кинематика гармонических колебаний

140. Уравнение колебаний точки имеет вид , где ω=π с^-1, τ=0,2 с. Определить период Т и начальную фазу φ колебаний.

141. Определить период Т, частоту v и начальную фазу φ колебаний, заданных уравнением , где ω=2,5π с^-1, τ=0,4 с.

142. Точка совершает колебания по закону , где A=4 см. Определить начальную фазу φ, если: 1) х(0)=2 см и ; 2) х(0)=2 см и .

143. Точка совершает колебания по закону , где A=2 см; ω=π с^-1; φ= π/4 рад. Построить графики зависимости от времени: 1) смещения x(t); 2) скорости ; 3) ускорения .

144. Точка совершает колебания с амплитудой A=4 см и периодом Т=2 с. Написать уравнение этих колебаний, считая, что в момент t=0 смещения x(0)=0 и . Определить фазу колебаний для двух моментов времени: 1) когда смещение х=1 см и ; 2) когда скорость см/с и x<0.

145. Точка равномерно движется по окружности против часовой стрелки с периодом Т=6 с. Диаметр d окружности равен 20 см. Написать уравнение движения проекции точки на ось х, проходя­щую через центр окружности, если в момент времени, принятый за начальный, проекция на ось х равна нулю. Найти смещение х, скорость и ускорение проекции точки в момент t=1 с.

146. Определить максимальные значения скорости и ускорения точки, совершающей гармонические колебания с амплитудой А=3 см и угловой частотой с^-1.

147. Точка совершает колебания по закону , где А =5 см; с^-1. Определить ускорение точки в момент времени,когда ее скорость см/с.

148. Точка совершает гармонические колебания. Наибольшеесмещение x_mах точки равно 10 см, наибольшая скорость ==20 см/с. Найти угловую частоту ω колебаний и максимальное уско­рение точки.

149. Точка совершает колебания по закону . В не­который момент времени смещение х₁ точки оказалось равным 5 см. Когда фаза колебаний увеличилась вдвое, смещение х, стало равным 8 см. Найти амплитуду А колебаний.

150. Колебания точки происходят по закону .В некоторый момент времени смещение х точки равно 5 см, ее скорость см/с и ускорение см/с². Найти амплитуду A, угловую частоту ω, период Т колебаний и фазу в рассматриваемый момент времени.

Сложение колебаний

151. Два одинаково направленных гармонических колебания одного периода с амплитудами A₁=10 см и A₂=6 см складыва­ются в одно колебание с амплитудой А=14 см. Найти раз­ность фаз складываемых колебаний.

152. Два гармонических колебания, направленных по одной прямой и имеющих одинаковые амплитуды и периоды, складывают­ся в одно колебание той же амплитуды. Найти разность фаз складываемых колебаний.

153. Определить амплитуду А и начальную фазу результирующего колебания, возникающего при сложении двух колебанийодинаковых направления и периода: и , где A₁=A₂=1 см; ω=π с^-1; τ=0,5 с. Найти уравнение резуль­тирующего колебания.

154. Точка участвует в двух одинаково направленных колебаниях: и , где а₁=1 см; A₂=2 см; ω== 1 с^-1. Определить амплитуду А результирующего колебания, его частоту v и начальную фазу φ. Найти уравнение этого движения.

155. Складываются два гармонических колебания одного направления с одинаковыми периодами T₁=T₂=1,5 с и амплитудами А₁=А₂=2 см. Начальные фазы колебаний и . Определить амплитуду А и начальную фазу φ результирующего колебания. Найти его уравнение и построить с соблюдением масштаба векторную диаграмму сложения амплитуд.

156. Складываются три гармонических колебания одного направления с одинаковыми периодами Т₁=Т₂=Т₃=2 с и амплитудами A₁=A₂=A₃=3 см. Начальные фазы колебаний φ₁=0, φ₂=π/3, φ₃=2π/3. Построить векторную диаграмму сложения амплитуд. Определить из чертежа амплитуду А и начальную фазу φ результирующего колебания. Найти его уравнение.

157. Складываются два взаимно перпендикулярных колебания, выражаемых уравнениями и ,, где А₁=2 см, A₂=1 см, ω=π с^-1, τ=0,5 с. Найти уравнение траектории и построить ее, показав направление движения точки.

158. Точка совершает одновременно два гармонических колебания, происходящих по взаимно перпендикулярным направлениями выражаемых уравнениями и ,где А₁=4 см, A₂=8 см, ω=π с^-1, τ=1 с. Найти уравнение траектории точки и построить график ее движения.

159. Движение точки задано уравнениями и , где A₁=10 см, A₂=5 см, ω=2 с^-1, τ=π/4 с. Найти уравнение траектории и скорости точки в момент времени t=0,5 с.

160. Точка участвует одновременно в двух взаимно перпендикулярных колебаниях, выражаемых уравнениями и , где A₁=2 см, A₂=3 см. Найти уравнение траектории точки и построить ее, указав направление движения.

161. Смещение светящейся точки на экране осциллографа явля­ется результатом сложения двух взаимно перпендикулярных коле­баний, которые описываются уравнениями: 1) х=Аsin(3ωt) и у=Asin(2ωt); 2) х=Аsin(3ωt) и y=Acos(2ωt); 3) х=Аsin(3ωt) и y=Acos(ω)t. Применяя графический метод сложения, и соблюдая масштаб, построить траекторию светящейся точки на экране. Принять А=4 см.