Задание по физике

Question

Частота свободных вертикальных гармонических колебаний пружинного маятника
равна 4 Гц. Определить период колебаний пружинного маятника.

Answer 1

Смотри сюды. Берем пружинный маятник (вертикально его ПОКА не подвешиваем)
Сумма сил, действующих на грузик:
sum F = Fупр = -kx, где k - жесткость, x - отклонение от положения равновесия.

Теперь подвесим. На грузик теперь действуют:
F упр = -kx, где x - отклоление от СТАРОГО положения равновесия
и Fтяж. Сумма Fупр и Fтяж обнуляется в точке, отклоняющейся от СТАРОГО положения равновесия на величину Fтяж/k, это НОВОЕ положение равновесия (c учетом еще одной силы) , обозначим его x0. Итак, x0 = Fтяж/k.

Сумма сил, действующих на грузик:
sum F = -kx + Fтяж = -k (x - x0)

Т. е. в обоих случаях (вне зависимости от того, подвешен ли грузик) равнодействующая сил, действующих на него, равна -kL, где кордината L измеряется от положения равновесия системы (равновесия - с учетом всех сил) . Тогда и уравнение гармонических колебаний пружинного маятника не зависит от того, подвешен ли грузик! Просто нужно понимать, что под деформацией мы будем понимать отклонение от положения равновесия, где положение равновесия определяется с учетом ВСЕХ сил, действующих на грузик.

Значит, период НЕ зависит от того, подвешен ли маятник вертикально.
Поэтому T=1/f.