Условие
3.5.5. Через ручей переброшена длинная упругая доска. Когда мальчик стоит на ней неподвижно, она прогибается на 0,1 м. Когда же он идет со скоростью
3,6 км/ч, то доска начинает так раскачиваться, что он падает в воду. Какова
длина шага мальчика?
Решение
Условие равновесия мальчика на упругой доске:
где
Воспользуемся этим уравнением и найдем циклическую частоту собственных колебаний доски:
Тогда частота собственных колебаний доски равна:
Когда мальчик движется по доске, у нее возникают вынужденные колебания. Так как доска раскачивается очень сильно, то это свидетельствует о возникновении резонанса.
Условие возникновения резонанса:
Выразим частоту движения мальчика
Тогда из 4-ого уравнения имеем: