Эксперименттің басқа ғылыми әдістерден ерекшелігі неде?​

Для решения данной задачи, мы можем использовать закон Гейла-Кука, который устанавливает зависимость между давлением, высотой и плотностью воздуха.

При использовании данного закона, мы можем записать следующее соотношение:

P = P0 * e^(-μв * g * h / R * T)

где:
P - давление на заданной высоте,
P0 - давление на взлетной площадке,
μв - молярная масса воздуха,
g - ускорение свободного падения,
h - высота,
R - газовая постоянная,
T - температура.

Используя данную формулу, мы можем найти высоту, на которой летит вертолет.

Заменим известные значения в формуле:

P = 90 кПа = 90 000 Па
P0 = 100 кПа = 100 000 Па
μв = 0,029 кг/моль
g = 9,8 м/с^2
R = 8,314 Дж / (моль * К)
T = 290 К

P = P0 * e^(-μв * g * h / R * T)

90 000 Па = 100 000 Па * e^(-0,029 * 9,8 * h / (8,314 * 290))

Для удобства, поделим левую и правую части на 100 000 Па:

0,9 = e^(-0,029 * 9,8 * h / (8,314 * 290))

ln(0,9) = ln(e^(-0,029 * 9,8 * h / (8,314 * 290)))

ln(0,9) = -0,029 * 9,8 * h / (8,314 * 290)

Перегруппируем формулу:

h = (ln(0,9) * 8,314 * 290) / (-0,029 * 9,8)

h ≈ 2184 метра (округлим до целого числа)

Таким образом, вертолет летит на высоте около 2184 метра.

Щоб відповісти на поставлені запитання, нам необхідно знати деякі поняття та формули, пов'язані з гармонічними коливаннями.

1. Амплітуда:
Амплітуда - це максимальне відхилення тіла від положення рівноваги. В даному випадку, амплітуду можна визначити як відстань від положення рівноваги (точка, коли тіло не коливається) до найвищої або найнижчої точки на графіку коливань.

На графіку маємо амплітуду відповідну довжині відрізка від осі до верхньої точки графіку та амплітуду відповідну довжині відрізка від осі до нижньої точки графіку. Розтягнуть значення на вісях відповідних до значень в міліметрах лабораторного макету можемо використати формулу h = 2,5 мм.

2. Циклічна частота і період:
Циклічна частота (ω) - це кількість повних коливань, які робить тіло за одну секунду. Вона вимірюється в радіанах в секунду (рад/с).
Період (T) - це тривалість одного повного коливання тіла і вимірюється в секундах (с).

Циклічна частота і період пов'язані між собою таким співвідношення: ω = 2π / T, де π - математична константа.

3. Фаза:
Фаза - це позиція тіла в певний момент часу відносно свого початкового положення. Вона вимірюється в радіанах (рад) або в градусах (°).

4. Координата тіла через 1с після початку відліку часу:
Координата тіла - це положення тіла в певний момент часу відносно положення рівноваги. В даному випадку, ми зацікавлені в координаті тіла через 1 с після початку відліку часу, тобто в момент (t = 1 с).

Тепер, коли ми знаємо основні поняття та формули, перейдемо безпосередньо до розв'язання задачі.

а) Визначимо амплітуду, циклічну частоту та початкову фазу коливань тіла:
Амплітуда (A): Ми бачимо, що амплітуда на графіку дорівнює 2,5 мм.

Циклічна частота (ω): Використаємо формулу ω = 2π / T. З графіку видно, що на одному періоді зображується 4 смуги. Тому період дорівнює T = 4 секунди. Підставимо значення в формулу: ω = 2π / 4 = π / 2 рад/с.
Отже, циклічна частота дорівнює π / 2 рад/с.

Початкова фаза (φ): Початкова фаза визначається положенням тіла в момент часу t = 0. З графіку бачимо, що графік розпочинається з найвищого значення, тому початкова фаза дорівнює 0 рад.

б) Обчислимо період і частоту коливань тіла:
Так як період (T) визначає тривалість одного повного коливання, ми вже визначили, що період дорівнює 4 секунди.

Частота (f) визначає кількість повних коливань, які робить тіло за одну секунду. Вона обчислюється за формулою f = 1 / T.
Підставимо значення періоду: f = 1 / 4 = 0,25 Гц (Герц).

Отже, період коливань дорівнює 4 секунди, а частота коливань дорівнює 0,25 Гц.

в) Знайдіть фазу коливань і координату тіла через 1 с після початку відліку часу:
Фаза (φ) визначає позицію тіла в певний момент часу відносно початкового положення. Вирахуємо її за формулою φ = ωt.
Підставимо значення циклічної частоти і моменту часу: φ = (π / 2) * 1 = π / 2 рад.

Тепер, коли ми виконали всі необхідні обчислення, ми можемо визначити координату тіла через 1 с після початку відліку часу. За допомогою формули x = A * cos(ωt + φ), підставимо дані:
x = (2,5 мм) * cos((π / 2) * 1 + 0) = 2,5 мм * cos(π / 2) = 2,5 мм * 0 = 0 мм.

Отже, координата тіла через 1 с після початку відліку часу дорівнює 0 мм.

Таким чином, ми відповіли на поставлений запитання, розглянули основні поняття та формули, використовуючи їх для розв'язання задачі з гармонічних коливань.