Номер 2.4, страница 10 - гдз по физике 9 класс задачник Артеменков, Ломаченков

II. Механические колебания и волны - номер 2.4, страница 10.

Условие.

2.4 Скорость мухи составляет 5 м/с, при этом она совершает 350 взмахов крыльями за 1 с. Определите период колебаний крыльев мухи и скажите, сколько взмахов крыльями сделает муха, пролетев дистанцию 25 м.

Решение.

Дано:

Скорость мухи, $v = 5$ м/с

Число взмахов крыльями, $N_1 = 350$

Время, за которое совершаются взмахи, $t_1 = 1$ с

Дистанция полета, $s = 25$ м

(Все данные уже представлены в системе СИ)

Найти:

Период колебаний крыльев, $T$ - ?

Общее число взмахов на дистанции, $N_{общ}$ - ?

Решение:

Задача состоит из двух частей. Сначала определим период колебаний крыльев мухи, а затем найдем, сколько взмахов она совершит, пролетев заданную дистанцию.

1. Определение периода колебаний крыльев мухи

Период колебаний ($T$) — это время, необходимое для совершения одного полного колебания (взмаха). Он связан с частотой колебаний ($ \nu $) — количеством колебаний в единицу времени.

По определению, частота взмахов крыльями равна:

$ \nu = \frac{N_1}{t_1} $

Подставив данные из условия, получаем:

$ \nu = \frac{350}{1 \text{ с}} = 350 \text{ Гц} $

Период является величиной, обратной частоте:

$ T = \frac{1}{\nu} = \frac{t_1}{N_1} $

Вычислим период:

$ T = \frac{1 \text{ с}}{350} \approx 0,002857 \text{ с} $

Округлим результат до трех значащих цифр: $T \approx 0,00286 \text{ с}$.

Ответ: Период колебаний крыльев мухи составляет примерно 0,00286 с.

2. Определение количества взмахов на дистанции 25 м

Чтобы найти общее количество взмахов ($N_{общ}$), сначала необходимо вычислить общее время полета ($t_{общ}$), за которое муха пролетит дистанцию $s = 25$ м.

Время полета можно найти, используя формулу для равномерного прямолинейного движения:

$ s = v \cdot t_{общ} \implies t_{общ} = \frac{s}{v} $

Подставим известные значения:

$ t_{общ} = \frac{25 \text{ м}}{5 \text{ м/с}} = 5 \text{ с} $

Теперь, зная общее время полета и частоту взмахов крыльев ($ \nu = 350 $ взмахов в секунду), можем найти общее число взмахов:

$ N_{общ} = \nu \cdot t_{общ} $

$ N_{общ} = 350 \text{ с}^{-1} \cdot 5 \text{ с} = 1750 $

Ответ: Пролетев дистанцию 25 м, муха сделает 1750 взмахов крыльями.