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CalcElf › k = 50 牛/米、m = 2 千克:周期与最大速度

k = 50 牛/米、m = 2 千克:周期与最大速度

在光滑水平面上,弹簧振子的弹簧劲度系数为 50 牛/米,振子的质量为 2 千克,振幅为 0.2 米,做简谐运动。求振动的周期和振子经过平衡位置时的最大速度。

直接答案
周期 ≈ 1.2566 秒,最大速度 1 米/秒

分步解答

  1. ω = √(k/m) = √(50/2) = 5
    弹簧振子的角频率由劲度系数与质量决定
  2. T = 2π/ω = 2π/5 ≈ 1.2566
    周期与振幅无关(简谐运动特性)
  3. v最大 = Aω = 0.2×5 = 1
    经过平衡位置时速度最大

为什么这样做

弹簧振子的 ω = √(k/m),T = 2π/ω,质量越大周期越长。速度最大出现在经过平衡位置时,此时弹性势能全部转化为动能。

常见错误

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