Номер 7, страница 9 - гдз по физике 11 класс сборник задач Дорофейчик, Силенков

7. Будущий физик Андрей решил измерить частоту колебаний поплавка, качающегося на волнах в озере. Когда поплавок первый раз оказался в самой нижней точке, Андрей включил секундомер. Когда поплавок пятый раз оказался в этой точке, Андрей остановил секундомер, который показал время $t = 5$ с. Определите частоту колебаний поплавка.

Дано:

Общее время измерений, $t = 5$ с.

Количество прохождений через нижнюю точку: от 1-го до 5-го.

Найти:

Частоту колебаний, $ν$ — ?

Решение:

Частота колебаний $ν$ определяется как отношение числа полных колебаний $N$ ко времени $t$, за которое эти колебания произошли. Формула для расчета частоты:

$ν = \frac{N}{t}$

Полное колебание — это движение, после которого тело возвращается в исходное положение, имея ту же скорость. Для поплавка одно полное колебание соответствует промежутку времени между двумя последовательными прохождениями самой нижней точки в одном и том же направлении.

Андрей включил секундомер, когда поплавок в первый раз оказался в самой нижней точке. Это начало отсчета времени, и в этот момент число совершенных колебаний равно нулю.

Когда поплавок оказался в нижней точке во второй раз, прошло одно полное колебание ($N=1$).

Когда поплавок оказался в нижней точке в третий раз, прошло два полных колебания ($N=2$).

...и так далее.

Когда поплавок оказался в нижней точке в пятый раз, он совершил $N = 5 - 1 = 4$ полных колебания.

Таким образом, за время $t = 5$ с поплавок совершил 4 полных колебания. Теперь можем вычислить частоту:

$ν = \frac{4}{5 \text{ с}} = 0,8 \text{ Гц}$

Ответ: частота колебаний поплавка составляет 0,8 Гц.