Для определения количества колебаний математического маятника за определенное время, необходимо сначала найти его период колебаний. Период колебаний математического маятника определяется формулой:
[ T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}} ]
где:
- ( T ) — период колебаний (в секундах),
- ( L ) — длина маятника (в метрах),
- ( g ) — ускорение свободного падения (примерно ( 9.81 \, \text{м/с}^2 )).
Подставим известные значения в формулу:
[ L = 4.9 \, \text{м} ]
[ g = 9.81 \, \text{м/с}^2 ]
[ T = 2\pi \sqrt{\frac{4.9}{9.81}} ]
Сначала вычислим подкоренное выражение:
[ \frac{4.9}{9.81} \approx 0.4995 ]
Затем найдём квадратный корень из этого значения:
[ \sqrt{0.4995} \approx 0.707 ]
Теперь умножим это на ( 2\pi ):
[ T \approx 2 \times 3.14159 \times 0.707 \approx 4.442 \, \text{с} ]
Таким образом, период колебаний маятника длиной 4.9 м составляет примерно 4.442 секунды.
Теперь определим количество колебаний за 5 минут. Для этого сначала переведем 5 минут в секунды:
[ 5 \, \text{минут} = 5 \times 60 = 300 \, \text{секунд} ]
Количество колебаний за это время можно найти, разделив общее время на период одного колебания:
[ N = \frac{300 \, \text{с}}{4.442 \, \text{с}} \approx 67.54 ]
Поскольку количество колебаний должно быть целым числом, можно округлить результат до ближайшего целого:
[ N \approx 68 ]
Таким образом, математический маятник длиной 4.9 метра совершит приблизительно 68 колебаний за 5 минут.