Вопрос школьника
Период собственных вертикальных колебаний железнодорожного вагона равен 1,25 с. На стыках рельсов вагон получает периодические удары, вызывающие вынужденные колебания вагона. При какой скорости поезда возникнет резонанс, если длина каждого рельса между стыками 25 м?
Ответ от учителя
Период колебаний вагона равен 1,25 с, следовательно, его частота равна f = 1/1,25 = 0,8 Гц.
Длина каждого рельса между стыками равна 25 м, следовательно, длина волны звука, вызываемого ударами на стыках рельсов, равна λ = 2 × 25 м = 50 м.
Резонанс возникает, когда частота колебаний вагона совпадает с частотой внешнего воздействия, т.е. с частотой ударами на стыках рельсов. Для этого необходимо, чтобы скорость поезда соответствовала условию:
v = λ × f
v = 50 м × 0,8 Гц = 40 м/с = 144 км/ч
Таким образом, резонанс возникнет при скорости поезда 144 км/ч.
