Формулы по физике 9 класс: маятник

Маятник — это тело, совершающее периодические колебания около положения равновесия. В 9 классе изучают математический и пружинный маятники, их период и частоту колебаний, а также зависимость периода от характеристик системы.

Формулы: маятник

Что находим	Формула	Обозначения и единицы СИ
Период колебаний	T = t/N	T — период колебаний — время одного полного колебания, с t — время, за которое совершено несколько колебаний, с N — количество полных колебаний
Частота колебаний	ν = N/t ν = 1/T T = 1/ν	ν — частота колебаний — количество колебаний за одну секунду, Гц N — количество полных колебаний t — время наблюдения, с T — период одного полного колебания, с
Период колебаний математического маятника	T = 2·π·√(l/g)	T — период колебаний математического маятника, с π — математическая постоянная (примерно 3,14) l — длина маятника, м g — ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с²), м/с²
Количество колебаний	N = t/T N = ν·t	N — количество полных колебаний t — время колебаний, с T — период колебаний, с ν — частота колебаний, Гц

Когда какую формулу применять

Для определения периода по результатам наблюдений разделите общее время на количество полных колебаний. Не путайте время нескольких колебаний с периодом одного колебания.
Для нахождения частоты используйте формулу ν = N/t или ν = 1/T. Частота измеряется в герцах: 1 Гц соответствует одному колебанию в секунду.
Для математического маятника применяйте формулу периода через длину нити. Длину обязательно переводите в метры. Формула справедлива для малых углов отклонения.
Для пружинного маятника используйте формулу через массу груза и жёсткость пружины. Массу переводите в килограммы, жёсткость указывайте в Н/м.
При увеличении длины математического маятника период возрастает, а при увеличении жёсткости пружины период пружинного маятника уменьшается.

Пример решения задачи

Математический маятник совершил 20 полных колебаний за 40 секунд. Найдите период его колебаний.

Дано:

N = 20

t = 40 с

T — ?

Решение:

Период колебаний равен отношению общего времени к количеству колебаний:

T = t/N

T = 40/20 = 2 с

Ответ: 2 с.