The solution at revision #19226 of , by igor. This is not the current version.

Условие

3.4.14. Частица при действии на нее силы колеблется по закону . Какова средняя мощность этой силы?

Решение

По определению средняя мощность силы:

усреднение будет идти по времени. Скорость частицы найдем дифференцированием координаты:

Подставим в выражение для средней мощности силу и скорость:


Воспользуемся тригонометрической формулой:

Подставим (2) в (1):

Среднее значение за период функции равно 0 (одинаковый вклад как положителных значений, так и отрицательных). Окончательно получим:

Альтернативное решение

Мощность по определению

Скорость

По формуле приведения это пишем через косинус

Подставляем это в мощность с учетом для силы

и используем тригонометрическое

что дает

или

Средняя мощность за период

Равна сумме средних правой части

(использовали, что среднее первого слагаемого равно нулю).

Литература

[1] И. Яковлев. Среднее значение функции. Материалы по физике. mathus.ru.

[2] Зельдович Я.Б. Высшая математика для начинающих физиков и техников. ИТФ Ландау. 1982.

[3] И. Яковлев. Тригонометрические формулы. mathus.ru.

Ответ