как решить очень сложную задачу по физике?

Question

Помогите пожалуйста! Физика! 
 
На главной оптической оси собирающей линзы с фокусным расстоянием F=40см на расстоянии d=60 см от линзы расположена светящаяся точка, которая колеблется вдоль оптической оси линзы с периодом колебаний T=0.3 с. Амплитуда колебаний A=10 cм. Определите : 
 
A) Какова оптическая сила линзы? 
1) 40 дптр 2) 0,4 дптр 3) 0,025 дптр 4) 2,5 дптр 
 
B) Каково расстояние до изображения точки в тот момент, когда точка максимально приближена к линзе? 
1) 10см 2) 50см 3) 93 см 4) 2м 
 
С) Каково увеличение линзы в тот момент, когда точка находится в положении равновесия? 
1) 0,5 2) 0,8 3) 2 4) 3 
 
D) Каково среднее за период значение модуля скорости движения изобретения? 
 
1) 1,3 м/с 2) 3,5 м/с 3) 7,1 м, с 4) 14,2 м/с

Ян Иванов · Accepted Answer

Ответы. А) Оптическая сила линзы равна D = 1/F; D = 1/0,4м = 2,5 дптр (диоптрий) . Правильный ответ 4) 2,5 дптр. 
В) Амплитуда – наибольшее отклонение от положения равновесия. Если точка находилась в положении равновесия на расстоянии 60 см, то, отклонившись от него на 10 см, приблизится к линзе и расстояние от предмета до линзы будет составлять (60 – 10) см = 50 см. В формулу линзы можно подставлять величины и в см. 1/F = 1/d + 1/f ; Отсюда 
f = dF/(d - F) f = 0,5 м* 0,4 м/(0,5 – 0,4)м = 2 м. Правильный ответ 4) 2м. 
С) . Находим расстояние от изображения до линзы в момент, когда точка находится в положении равновесия. 1/F = 1/d + 1/f ; f = dF/(d - F); f = 0,6 м*0,4 м/(0,6 – 0,4)м = 1,2 м. Увеличение линзы Г равно Г = f/d Г = 1,2м/0,6м = 2. Правильный ответ 3) 2. 
D). Скорость колеблющейся точки непрерывно меняется от 0 (при максимальном отклонении от положения равновесия) до максимальной, при прохождении положения равновесия. Находим максимальную v = ωA ω = 2п/Т v = 2пА/Т v = 2*3,14*0,1м/0,3 с = 2,1 м/с (округлено) . Если же понимать под средней скоростью отношение всего пройденного пути к промежутку времени, за который этот путь пройден, то… Путь, пройденный точкой за период равен 4А (туда- обратно и еще раз в другую сторону) . Тогда, v (ср) = 4A/T; v (ср) = 4*0,1м/0,3 с = 1,3 м/с (округлено) . Правильный ответ 1) 1,3 м/с