background image

25. When displaced from equilibrium, the magnitude of the net force exerted by the springs is

|k

1

k

2

x

|

acting in a direction so as to return the block to its equilibrium position (= 0). Since the acceleration
d

2

x/dt

2

, Newton’s second law yields

m

d

2

x

dt

2

=

−k

1

x

− k

2

x .

Substituting x

m

cos(ωt φ)and simplifying, we find

ω

2

=

k

1

k

2

m

where ω is in radians per unit time. Since there are 2π radians in a cycle, and frequency measures
cycles per second, we obtain

=

ω

2π

=

1

2π



k

1

k

2

m

.

The single springs each acting alone would produce simple harmonic motions of frequency

f

1

=

1

2π



k

1

m

and

f

2

=

1

2π



k

2

m

,

respectively. Comparing these expressions, it is clear that =



f

2

1

f

2

2

.


Document Outline