Для того чтобы ответить на вопрос, во сколько раз нужно уменьшить длину математического маятника, чтобы период его колебания уменьшился в 3 раза, давайте рассмотрим формулу периода математического маятника.
Период колебаний математического маятника ( T ) определяется формулой:
[ T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}} ]
где:
- ( T ) — период колебаний,
- ( L ) — длина маятника,
- ( g ) — ускорение свободного падения.
Чтобы период стал в 3 раза меньше, обозначим новый период как ( T' ):
[ T' = \frac{T}{3} ]
Подставим формулу для нового периода:
[ T' = 2\pi \sqrt{\frac{L'}{g}} ]
где ( L' ) — новая длина маятника.
Теперь подставим ( T' = \frac{T}{3} ) в формулу:
[ \frac{T}{3} = 2\pi \sqrt{\frac{L'}{g}} ]
Зная, что ( T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}} ), подставим это значение в уравнение:
[ \frac{2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}}{3} = 2\pi \sqrt{\frac{L'}{g}} ]
Сократим ( 2\pi ) и возведем обе части уравнения в квадрат:
[ \left(\frac{\sqrt{\frac{L}{g}}}{3}\right)^2 = \frac{L'}{g} ]
[ \frac{L}{9g} = \frac{L'}{g} ]
Теперь умножим обе части уравнения на ( g ):
[ \frac{L}{9} = L' ]
Таким образом, чтобы период колебаний маятника уменьшился в 3 раза, длина маятника должна быть уменьшена в 9 раз.