Закон гармонических колебаний для точки можно записать в виде уравнения:
[ x(t) = A \cos(\omega t + \phi) ]
где:
- ( x(t) ) — смещение точки от положения равновесия в момент времени ( t );
- ( A ) — амплитуда колебаний;
- ( \omega ) — циклическая частота;
- ( t ) — время;
- ( \phi ) — начальная фаза.
Для начала, определим все необходимые параметры, чтобы подставить их в уравнение.
Амплитуда (A):
По условию задачи, амплитуда колебаний ( A = 5 ) см.
Период колебаний (T):
По условию задачи, период колебаний ( T = 1 ) с.
Циклическая частота (ω):
Циклическая частота связана с периодом колебаний следующим образом:
[ \omega = \frac{2\pi}{T} ]
Подставляя значение периода, получаем:
[ \omega = \frac{2\pi}{1} = 2\π \, \text{рад/с} ]
Начальная фаза (φ):
Начальная фаза ( \phi ) обычно определяется из начальных условий задачи. Если начальные условия не заданы, то по умолчанию можно принять ( \phi = 0 ).
Теперь подставим все известные значения в уравнение гармонических колебаний:
[ x(t) = 5 \cos(2\pi t + \phi) ]
Если начальная фаза ( \phi = 0 ), уравнение принимает вид:
[ x(t) = 5 \cos(2\pi t) ]
Таким образом, закон гармонических колебаний для точки, имеющей амплитуду 5 см и период колебаний 1 с, можно записать как:
[ x(t) = 5 \cos(2\pi t) ]
Это уравнение описывает положение точки в любой момент времени ( t ).