CalcElfCalcElf
CalcElf › Fjäderoscillator: k = 50 N/m, m = 2 kg, A = 0,2 m

Fjäderoscillator: k = 50 N/m, m = 2 kg, A = 0,2 m

En fjäderoscillator på ett slätt horisontellt underlag har en fjäder med styvhet 50 N/m, oscillatorns massa är 2 kg och amplituden är 0,2 m. Oscillatoren utför enkel harmonisk rörelse. Beräkna oscillationens period och oscillatorns maximala hastighet när den passerar jämviktsläget.

Svar
Perioden ≈ 1.2566 sekunder, maximal hastighet 1 meter per sekund

Steg för steg

  1. ω = √(k/m) = √(50/2) = 5
    Vinkelfrekvensen för fjäderoscillationen bestäms av fjäderkonstanten och massan
  2. T = 2π/ω = 2π/5 ≈ 1.2566
    Perioden är oberoende av amplituden (kännetecken för harmonisk rörelse)
  3. v_max = Aω = 0.2×5 = 1
    Hastigheten är som störst när objektet passerar jämviktsläget

Varför det fungerar

För en fjäderoscillator gäller ω = √(k/m) och T = 2π/ω, vilket innebär att perioden blir längre när massan ökar. Hastigheten är som störst när oscillatorn passerar jämviktsläget, eftersom all elastisk potentiell energi då har omvandlats till rörelseenergi.

Vanliga misstag

Se den här uppgiften animerad i CalcElf →

Liknande uppgifter

pendulum-period spring-shm-k400-m4-a0-2 spring-shm-k80-m0-2-a0-2