Для определения длины математического маятника, совершающего гармонические колебания с заданной частотой, можно воспользоваться формулой для периода колебаний математического маятника:
[ T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}} ]
где:
- ( T ) — период колебаний маятника,
- ( L ) — длина маятника,
- ( g ) — ускорение свободного падения.
Сначала выразим длину ( L ) через период ( T ). Период ( T ) связан с частотой ( f ) следующим образом:
[ T = \frac{1}{f} ]
Нам дана частота ( f = 0,5 ) Гц. Следовательно, период ( T ) равен:
[ T = \frac{1}{0,5} = 2 \text{ секунды} ]
Теперь подставим период ( T ) в формулу для периода математического маятника и выразим длину ( L ):
[ 2 = 2\pi \sqrt{\frac{L}{1,6}} ]
Разделим обе части уравнения на ( 2\pi ):
[ \frac{2}{2\pi} = \sqrt{\frac{L}{1,6}} ]
Возведем обе части уравнения в квадрат, чтобы избавиться от квадратного корня:
[ \left( \frac{2}{2\pi} \right)^2 = \frac{L}{1,6} ]
[ \frac{4}{4\pi^2} = \frac{L}{1,6} ]
[ \frac{1}{\pi^2} = \frac{L}{1,6} ]
Теперь умножим обе части уравнения на 1,6, чтобы выразить ( L ):
[ L = \frac{1,6}{\pi^2} ]
Зная, что ( \pi \approx 3,14159 ), подставим это значение:
[ L = \frac{1,6}{(3,14159)^2} ]
[ L = \frac{1,6}{9,8696} ]
[ L \approx 0,1621 \text{ метра} ]
Таким образом, длина математического маятника, совершающего гармонические колебания с частотой 0,5 Гц на поверхности Луны, составляет примерно 0,1621 метра.