Для того чтобы определить длину математического маятника, который совершает 60 колебаний за 2 минуты, можно воспользоваться формулой для периода колебаний маятника ( T ), который зависит от длины маятника ( l ) и ускорения свободного падения ( g ) (примерно равно 9,81 м/с² на поверхности Земли). Формула для периода колебаний математического маятника выглядит так:
[
T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}
]
Сначала определим период колебаний ( T ). Если маятник делает 60 колебаний за 120 секунд (2 минуты), то период одного колебания ( T ) будет:
[
T = \frac{120 \text{ сек}}{60} = 2 \text{ сек}
]
Теперь, зная период, можем найти длину маятника ( l ) из уравнения периода:
[
T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}} \Rightarrow 2 = 2\pi \sqrt{\frac{l}{9.81}}
]
Для того чтобы найти ( l ), решим уравнение относительно ( l ):
[
2 = 2\pi \sqrt{\frac{l}{9.81}} \Rightarrow 1 = \pi \sqrt{\frac{l}{9.81}} \Rightarrow \frac{1}{\pi} = \sqrt{\frac{l}{9.81}}
]
[
\left(\frac{1}{\pi}\right)^2 = \frac{l}{9.81} \Rightarrow l = 9.81 \left(\frac{1}{\pi}\right)^2
]
[
l \approx 9.81 \times \left(\frac{1}{3.14159}\right)^2 \approx 9.81 \times 0.101321 = 0.9936 \text{ метры}
]
Таким образом, длина математического маятника, который совершает 60 колебаний за 2 минуты, примерно равна 1 метру.