Вопрос школьника
Некто несёт на коромысле вёдра с водой, период собственных колебаний которых равен Т = 1,6 с. При какой скорости движения водоноса вода начнёт особенно сильно выплёскиваться из вёдер, если длина его шага Δх = 0,6 м
Ответ от учителя
Для того чтобы понять, при какой скорости движения водоноса вода начнет особенно сильно выплескиваться из ведер, нужно рассмотреть условия резонанса.
Резонанс — это явление, при котором система начинает колебаться с максимальной амплитудой при определенной частоте внешнего воздействия. В данном случае, вода в ведрах колеблется с периодом Т = 1,6 с.
Чтобы произошел резонанс, необходимо, чтобы частота внешнего воздействия была равна собственной частоте системы. В данном случае, внешним воздействием является движение водоноса, а собственной частотой системы является период колебаний воды в ведрах.
Чтобы найти скорость движения водоноса, при которой произойдет резонанс, нужно рассмотреть условие резонанса:
v = λf
где v — скорость движения водоноса, λ — длина волны, f — частота внешнего воздействия.
Длина волны можно найти, зная длину шага водоноса:
λ = 2Δх
Таким образом, условие резонанса можно записать в виде:
v = 2Δх/T
Подставляя значения, получаем:
v = 2*0,6/1,6 = 0,75 м/с
Таким образом, при скорости движения водоноса 0,75 м/с произойдет резонанс и вода начнет особенно сильно выплескиваться из ведер.
