Для решения задачи о колебаниях груза на пружине можно использовать формулу для частоты гармонических колебаний. В данном случае речь идет о так называемых собственных колебаниях груза на пружине, которые описываются законом Гука.
Формула для частоты колебаний груза на пружине имеет вид:
[ v = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{k}{m}}, ]
где:
- ( v ) — частота колебаний (в герцах, Гц),
- ( k ) — жесткость пружины (в ньютонах на метр, Н/м),
- ( m ) — масса груза (в килограммах, кг).
Сначала нужно убедиться, что все величины выражены в правильных единицах. Масса груза дана как 100 г, что нужно перевести в килограммы:
[ m = 100 \, \text{г} = 0{,}1 \, \text{кг}. ]
Теперь подставим известные значения в формулу:
[ v = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{250}{0{,}1}}. ]
Посчитаем подкоренное выражение:
[ \frac{250}{0{,}1} = 2500. ]
Теперь извлекаем квадратный корень:
[ \sqrt{2500} = 50. ]
Подставляем это значение в формулу для частоты:
[ v = \frac{1}{2\pi} \times 50. ]
Приблизительно вычисляем число:
[ v \approx \frac{50}{6{,}28} \approx 7{,}96 \, \text{Гц}. ]
Таким образом, частота колебаний груза составляет примерно 7,96 Гц.