Дано:
Максимальное смещение \( x_{max} = 28 \) мм
Минимальное смещение \( x_{min} = 20 \) мм
Период \( T = 2 \) с
Найти:
Амплитуду \( A \)
Угловую частоту \( \omega \)
Запись уравнения колебаний \( x(t) \)
Решение:
Амплитуда колебаний равна половине разности максимального и минимального смещений:
\[ A = \frac{x_{max} - x_{min}}{2} = \frac{28 \text{ мм} - 20 \text{ мм}}{2} = \frac{8 \text{ мм}}{2} = 4 \text{ мм} = 0,004 \text{ м} \]
Угловая частота связана с периодом:
\[ \omega = \frac{2\pi}{T} = \frac{2\pi}{2 \text{ с}} = \pi \text{ рад/с} \]
Уравнение колебаний в общем виде:
\[ x(t) = A \cos(\omega t + \phi_0) \]
Если принять \( t=0 \) в момент максимального смещения, то \( \phi_0 = 0 \) и уравнение принимает вид:
\[ x(t) = 0,004 \cos(\pi t) \text{ м} \]
(Примечание: В оригинале записи \( x_{max}=28 \text{ мм} \) и \( A = |x_{max}-x_{min}|/2 \) без пояснения, что \( x_{max} \) и \( x_{min} \) относятся к разным моментам времени и привязаны к положению равновесия. В данном решении предполагается, что \( x_{max} \) и \( x_{min} \) - это крайние точки диапазона смещения.)
Ответ: \( A = 0,004 \text{ м} \), \( \omega = \pi \text{ рад/с} \), \( x(t) = 0,004 \cos(\pi t) \text{ м} \).