Вантаж масою 0.08 кг підвішений на пружині здійснює вільні гармонічні коливання. якої маси потрібно підвісити новий вантаж замість першого, щоб частота коливань зменшилася в 2 рази.

Дано:

m₁ = 0,08 кг

ω₁

ω₂ = (1/2)·ω ₁

m₂ - ?

Циклическая частота:

ω₁ = √(k/m₁)

ω₂ = √(k/m₂)

√(k/m₂) = (1/2)·√(k/m₁)

Возведем в квадрат:

k/m₂ = (1/4)(k/m₁)

m₂ = m₁/4 = 0,08/4 = 0,02 кг

q = 5*10^-4cos(10^3πt), С= 10 пФ = 10*10^-12 Ф.
1.Найдите:
А) Амплитуду колебаний заряда.
В общем виде уравнение колебаний заряда  q=qm*cos(ωt). Cопоставляя получаем qm=5*10^-4 Кл.
Б) Период. ω= 10^3π. Из ω = 2π/T, T=2π/ω=2π/(10^3π)=2*10^-3 c.
В) Частоту. Из υ=1/T, υ=1/(2*10^-3) =0,5*10^3 Гц= 500 Гц.
Г) Циклическую частоту. ω= 10^3π Гц= 3140 Гц.

 2. Запишите уравнения зависимости напряжения на конденсаторе от времени:     
Из формулы емкости конденсатора  С=q/U имеем
 u(t) = q(t)/C = 
(5*10^-4cos(10^3πt))/(10*10^-12) = 0,5*10^8 cos(10^3πt):

и силы тока в контуре от времени: в общем виде i(t) =q(t) '=Imcos(ωt+π/2) - ток опережает колебания напряжения на конденсаторе на π/2, Im=ω*qm; Im=10^3π*5*10^-4=1,57 A.
Значит i(t) =1,57cos(10^3πt+π/2).

Длина волны (обозначается как " лямбда") есть произведение скорости распространения электромагнитных волн (обозначается - с) в определенной среде через период колебаний Т -
т. е. "лямбда" = с*Т или
"лямбда" = 2* "пи"*с/"омега",
где "омега" - круговая (циклическая) частота монохроматической волны.
Cкорость распространения звука в воздухе при нормальном давлении - примерно 331 м/с, а в кварцевом стекле (твердом изотропном веществе) - примерно 5570 м/с.
Отсюда можно получить, что
длина звуковой волны камертона в воздухе - "лямбда1" = 2* 3.14* 331 / 440 = 4,72 м
длина звуковой волны камертона в стекле - "лямбда2" = 2* 3,14* 5570 / 440 = 79,5 м