ТІЛО МАСОЮ 1 КГ ПАДАЄ БЕЗ ПОЧАТКОВОЇ ШВИДКОСТІ НА ВЕРТИКАЛЬНО РОЗТАШОВАНУ НЕВАГОМУ ПРУЖИНУ ЖРСТКІСТЮ 500 Н/М, ВНАСЛІДОК ЧОГО ЇЇ МАКСИМАЛЬНА ДЕФОРМАЦІЯ СТНОВИТЬ 10 СМ. З ЯКОЇ ВИСОТИ ВПАВ ТЯГАР?

q = 5*10^-4cos(10^3πt), С= 10 пФ = 10*10^-12 Ф.
1.Найдите:
А) Амплитуду колебаний заряда.
В общем виде уравнение колебаний заряда  q=qm*cos(ωt). Cопоставляя получаем qm=5*10^-4 Кл.
Б) Период. ω= 10^3π. Из ω = 2π/T, T=2π/ω=2π/(10^3π)=2*10^-3 c.
В) Частоту. Из υ=1/T, υ=1/(2*10^-3) =0,5*10^3 Гц= 500 Гц.
Г) Циклическую частоту. ω= 10^3π Гц= 3140 Гц.

 2. Запишите уравнения зависимости напряжения на конденсаторе от времени:     
Из формулы емкости конденсатора  С=q/U имеем
 u(t) = q(t)/C = 
(5*10^-4cos(10^3πt))/(10*10^-12) = 0,5*10^8 cos(10^3πt):

и силы тока в контуре от времени: в общем виде i(t) =q(t) '=Imcos(ωt+π/2) - ток опережает колебания напряжения на конденсаторе на π/2, Im=ω*qm; Im=10^3π*5*10^-4=1,57 A.
Значит i(t) =1,57cos(10^3πt+π/2).

Средняя скорость равна весь пройденный путь поделить на все время движения. Весь путь состоит из двух частей S1 = 4 км = 4000 м, v1 = 36 км/ч = 10 м/с.
t1 = S1/v1 = 4000 м / 10 м/с = 400 с
Вычислим путь второго участка по формуле S2 = v1*t + a*t2²/2, где а = 0,5 м/с², t2 = 2 мин = 120 с
S2 = 10 м/с*120 с + 0,5 м/с²*(120 с)²/2 = 1200 м + 3600 м = 4800 м
Вычислим весь путь и все время движения
S = S1 + S2 = 4000 м + 4800 м = 8800 м
t = t1 + t2 = 400 c + 120 c = 520 c
Вычислим среднюю скорость движения на всем пути
<v> = S/t = 8800 м / 520 с ≈ 17 м/с