Для определения вязкости жидкости Кулон употреблял следующий метод: подвесив на пружине тонкую пластинку A, он заставлял ее колебаться сначала в воздухе, а затем в той жидкости, вязкость которой надлежало определить, и находил продолжительность одного размаха: T1 в первом случае и T2 во втором. Сила трения между пластинкой и жидкостью может быть выражена формулой 2Skv, где 2S — поверхность пластинки, v — ее скорость, k — коэффициент вязкости. Пренебрегая трением между пластинкой и воздухом, определить коэффициент k по найденным из опыта величинам T1 и T2, если масса пластинки равна m.
Тело массы 5 кг подвешено на пружине, коэффициент жесткости которой равен 2 кН/м. Сопротивление среды пропорционально скорости. Амплитуда после четырех колебаний уменьшилась в 12 раз. Определить период и логарифмический декремент колебаний.
Тело массы 6 кг, подвешенное на пружине, при отсутствии сопротивления колеблется с периодом T=0,4π c, а если действует сопротивление, пропорциональное первой степени скорости, с периодом T1=0,5π c. Найти коэффициент пропорциональности α в выражении силы сопротивления R =-αv и определить движение тела, если в начальный момент пружина была растянута из положения равновесия на 4 см и тело представлено самому себе.
Тело массы 1,96 кг, подвешенное на пружине, которая силой 4,9 Н растягивается на 10 см, при движении встречает сопротивление, пропорциональное первой степени скорости и при скорости 1 м/с равное 19,6 Н. В начальный момент пружина растянута из положения равновесия на 5 см и тело пришло в движение без начальной скорости. Найти закон этого движения.
Грузы массы m1=2 кг и m2=3 кг подвешены в положении статического равновесия к пружине, коэффициент жесткости которой c=392 Н/м. Масляный демпфер вызывает силу сопротивления, пропорциональную первой степени скорости и равную R=-αv, где α=98 Н*с/м. Груз m2 сняли. Найти после этого уравнение движения груза m1.
Статическое удлинение пружины под действием груза веса P равно f. На колеблющийся груз действует сила сопротивления среды, пропорциональная скорости. Определить наименьшее значение коэффициента сопротивления α, при котором процесс движения будет апериодическим. Найти период затухающих колебаний, если коэффициент сопротивления меньше найденного значения.
Груз массы 100 г, подвешенный к концу пружины, движется в жидкости. Коэффициент жесткости пружины c=19,6 Н/м. Сила сопротивления движению пропорциональна первой степени скорости груза: R=αv, где α=3,5 Н*с/м. Найти уравнение движения груза, если в начальный момент груз был смещен из положения равновесия на x0=1 см и отпущен без начальной скорости.
В условиях предыдущей задачи найти уравнение движения груза и построить график зависимости перемещения от времени, если в начальный момент груз смещен из положения статического равновесия на расстояние x0=1 см и ему сообщена начальная скорость 50 см/с в направлении, противоположном смещению.
В условиях задачи 32.71 в начальный момент груз смещен из положения равновесия на расстояние x0=5 см и ему сообщена начальная скорость v0=100 см/с в том же направлении. Найти уравнение движения груза и построить график зависимости перемещения от времени.
Составить дифференциальное уравнение малых колебаний тяжелой точки A, находящейся на конце стержня, закрепленного шарнирно в точке O, считая силу сопротивления среды пропорциональной первой степени скорости с коэффициентом пропорциональности α, и определить частоту затухающих колебаний. Вес точки A равен P, коэффициент жесткости пружины c, длина стержня l, расстояние OB=b. Массой стержня пренебречь. В положении равновесия стержень горизонтален. При каком значении коэффициента α движение будет апериодическим?
При колебаниях груза массы 20 кг, подвешенного на пружине, было замечено, что наибольшее отклонение после 10 полных колебаний уменьшилось вдвое. Груз совершил 10 полных колебаний за 9 c. Как велик коэффициент сопротивления при сопротивлении среды, пропорциональном первой степени скорости, и каково значение коэффициента жесткости
Составить дифференциальное уравнение малых колебаний точки A и определить частоту затухающих колебаний. Вес точки A равен P, коэффициент жесткости пружины c, расстояние OA=b, OB=l. Сила сопротивления среды пропорциональна первой степени скорости, коэффициент пропорциональности равен α. Массой стержня OB, шарнирно закрепленного в точке O, пренебречь. В положении равновесия стержень горизонтален. При каком значении коэффициента α движение будет апериодическим?
Тело массы 5 кг подвешено к концу пружины жесткости 20 Н/м и помещено в вязкую среду. Период его колебаний в этом случае равен 10 c. Найти постоянную демпфирования, логарифмический декремент колебаний и период свободных колебаний.
Найти уравнение прямолинейного движения точки массы m, находящейся под действием восстанавливающей силы Q=-cx и постоянной силы F0. В начальный момент t=0, x0=0 и x0 =0. Найти также период колебаний.
Определить уравнение прямолинейного движения точки массы m, находящейся под действием восстанавливающей силы Q=-cx и силы F=αt. В начальный момент точка находится в положении статического равновесия и скорость ее равна нулю.
Найти уравнение прямолинейного движения точки массы m, на которую действует восстанавливающая сила Q=-cx и сила F=F0e-αt, если в начальный момент точка находилась в положении равновесия в состоянии покоя.
Ha пружине, коэффициент жесткости которой c=19,6 Н/м, подвешен магнитный стержень массы 100 г. Нижний конец магнита проходит через катушку, по которой идет переменный ток i=20 sin 8πt A. Ток идет с момента времени t=0, втягивая стержень в соленоид; до этого момента магнитный стержень висел на пружине неподвижно. Сила взаимодействия между магнитом и катушкой определяется равенством F=0,016πi Н. Определить вынужденные колебания магнита.
В условиях предыдущей задачи найти уравнение движения магнитного стержня, если его подвесили к концу нерастянутой пружины и отпустили без начальной скорости.
В условиях задачи 32.81 найти уравнение движения магнитного стержня, если ему в положении статического равновесия сообщили начальную скорость v0=5 см/с.
Гиря M подвешена на пружине AB, верхний конец которой совершает гармонические колебания по вертикальной прямой амплитуды a и частоты n, так что O1C=a sin nt см. Определить вынужденные колебания гири M при следующих данных: масса гири равна 400 г, от действия силы 39,2 Н пружина удлиняется на 1 м, a=2 см, n=7 рад/с.
Определить движение гири M, подвешенной на пружине AB, верхний конец которой A совершает гармонические колебания по вертикали амплитуды a и круговой частоты k, статическое растяжение пружины под действием веса гири равно δ. В начальный момент точка A занимает свое среднее положение, а гиря M находится в покое; начальное положение гири принять за начало координат, а ось Ox направить по вертикали вниз.
Статический прогиб рессор груженого товарного вагона 5 см. Определить критическую скорость движения вагона, при которой начнется галопирование вагона, если на стыках рельсов вагон испытывает толчки, вызывающие вынужденные колебания вагона на рессорах; длина рельсов L=12 м.
Индикатор машины состоит из цилиндра A, в котором ходит поршень B, упирающийся в пружину D; с поршнем соединен стержень BC, к которому прикреплен пишущий штифт C. Предполагая, что давление пара, выраженное в паскалях, изменяется согласно формуле p = 10^5(4 + 3 sin 2πt/T), где T — время одного оборота вала, определить амплитуду вынужденных колебаний штифта C, если вал совершает 180 об/мин, при следующих данных: площадь поршня индикатора σ=4 см2, масса подвижной части индикатора 1 кг, пружина сжимается на 1 см силой 29,4 Н.
Груз массы m=200 г, подвешенный к пружине, коэффициент жесткости которой 9,8 Н/см находится под действием силы S=H sin pt, где H=20 Н, p=50 рад/с. В начальный момент x0=2 см, v0=10 см/с. Начало координат выбрано в положении статического равновесия. Найти уравнение движения груза.
Груз на пружине колеблется так, что его движение описывается дифференциальным уравнением mx + cx = 5 cos ωt + 2 cos 3ωt. Найти закон движения груза, если в начальный момент его смещение и скорость были равны нулю, а также определить, при каких значениях ω наступит резонанс.
На пружине, коэффициент жесткости которой c=19,6 Н/м, подвешены магнитный стержень массы 50 г, проходящий через соленоид, и медная пластинка массы 50 г, проходящая между полюсами магнита. По соленоиду течет ток i=20 sin 8πt A, который развивает силу взаимодействия с магнитным стержнем 0,016πi Н. Сила торможения медной пластинки вследствие вихревых токов равна kvФ2, где k=0,001, Ф=10√5 Вб и v — скорость пластинки в м/с. Определить вынужденные колебания пластинки.
В условиях предыдущей задачи найти уравнение движения пластинки, если ее подвесили вместе с магнитным стержнем к концу нерастянутой пружины и сообщили им начальную скорость 5 см/с, направленную вниз.
Материальная точка массы m=2 кг подвешена к пружине, коэффициент жесткости которой 4 кН/м. На точку действуют возмущающая сила S=120 sin(pt+δ) Н и сила сопротивления движению, пропорциональная первой степени скорости и равная R=0,5√(mc)v Н. Чему равно наибольшее значение Amax амплитуды вынужденных колебаний? При какой частоте p амплитуда вынужденных колебаний достигает наибольшего значения?
В условиях предыдущей задачи найти уравнение движения точки, если в начальный момент времени ее положение и скорость были равны: x0=2 см, v0=3 см/с. Частота возмущающей силы p=30 рад/с, начальная фаза возмущающей силы δ=0. Начало координат выбрано в положении статического равновесия.
Материальная точка массы 3 кг подвешена на пружине с коэффициентом жесткости c=117,6 Н/м. На точку действуют возмущающая сила F=H sin(6,26t+β) Н и сила вязкого сопротивления среды R=-αv (R в Н). Как изменится амплитуда вынужденных колебаний точки, если вследствие изменения температуры вязкость среды увеличится в три раза?