Для нахождения частоты колебаний грузика, подвешенного к пружине, можно воспользоваться формулой для частоты гармонических колебаний в системе пружина-грузик. В этой системе частота колебаний определяется жесткостью пружины и массой груза.
Формула для угловой частоты (\omega) колебаний в системе пружина-грузик выглядит следующим образом:
[
\omega = \sqrt{\frac{k}{m}}
]
где:
- (k) — жесткость пружины (в Н/м),
- (m) — масса груза (в кг).
Частота (f) связана с угловой частотой (\omega) следующим образом:
[
f = \frac{\omega}{2\pi}
]
Теперь подставим значения из условия задачи. Жесткость пружины (k = 160 \, \text{Н/м}), масса груза (m = 400 \, \text{г} = 0,4 \, \text{кг}).
Сначала вычислим угловую частоту:
[
\omega = \sqrt{\frac{160}{0,4}} = \sqrt{400} = 20 \, \text{рад/с}
]
Теперь найдем частоту колебаний:
[
f = \frac{\omega}{2\пи} = \frac{20}{2\pi} \approx \frac{20}{6,2832} \approx 3,18 \, \text{Гц}
]
Таким образом, частота колебаний груза массой 400 г, подвешенного к пружине жесткостью 160 Н/м, составляет примерно 3,18 Гц.