CalcElfCalcElf
CalcElf › k = 80 N/m, m = 0.2 kg: period och maximal hastighet

k = 80 N/m, m = 0.2 kg: period och maximal hastighet

Ett fjädersystem på ett slätt horisontellt underlag har en fjäderkonstant på 80 N/m, en massa på 0.2 kg och en amplitud på 0.2 m. Det utför harmonisk svängning. Beräkna svängningstiden och den maximala hastighet som massan har när den passerar jämviktsläget.

Svar
Perioden ≈ 0.3142 sekunder, maximal hastighet 4 meter per sekund

Steg för steg

  1. ω = √(k/m) = √(80/0.2) = 20
    Vinkelfrekvensen för fjäderoscillationen bestäms av fjäderkonstanten och massan
  2. T = 2π/ω = 2π/20 ≈ 0.3142
    Perioden är oberoende av amplituden (kännetecken för harmonisk rörelse)
  3. v_max = Aω = 0.2×20 = 4
    Hastigheten är som störst när objektet passerar jämviktsläget

Varför det fungerar

Den vinkelfrekvensen ω = √(k/m) bestäms av förhållandet mellan fjäderkonstant och massa; här är k/m = 400. Den maximala hastigheten fås ur v_max = Aω, och svängningstiden ur T = 2π/ω.

Vanliga misstag

Se den här uppgiften animerad i CalcElf →

Liknande uppgifter

pendulum-period spring-shm-k50-m2-a0-2 spring-shm-k90-m0-1-a0-2