Я решил провести интересный эксперимент и узнать‚ при какой скорости поезда небольшая гайка‚ подвешенная в вагоне на нити длиной 44 см‚ особенно сильно раскачивается. Для этого я использовал известные значения⁚ длину рельсов ⏤ 25 м и ускорение свободного падения — 10 м/с².Сначала я немного разобрался в физических принципах‚ лежащих в основе этого эксперимента. Подвижность гайки обусловлена ее свободным движением по горизонтальной нити и наличием гравитации. Когда нить приводится в движение‚ возникает горизонтальная сила‚ направленная в сторону‚ противоположную движению поезда. Это приводит к раскачиванию гайки.Измерив длину нити и зная ускорение свободного падения‚ я смог вычислить период колебаний гайки. Для этого я воспользовался формулой для периода колебаний математического маятника⁚
T 2π√(l/g)‚
где l, длина нити‚ а g ⏤ ускорение свободного падения.Подставив известные значения‚ я получил⁚
T 2π√(0.44/10) ≈ 0.88 сек.Теперь мы можем вычислить скорость поезда‚ при которой гайка раскачивается особенно сильно; Для этого придется перевести период колебаний в скорость поезда.
Период колебаний можно рассматривать как время‚ за которое поезд проходит половину количества своей длины L 25 м. Это означает‚ что расстояние‚ пройденное поездом за период колебаний гайки‚ равно половине длины поезда⁚
S L/2 25/2 12.5 м.А скорость поезда равна расстоянию‚ пройденному за период времени⁚
v S/T 12.5/0.88 14.2 м/с.Чтобы получить ответ в км/ч‚ я перевел скорость из метров в километры и из секунд в час⁚
v 14.2 * 3.6 ≈ 51.1 км/ч.
Таким образом‚ при скорости поезда около 51 км/ч небольшая гайка‚ подвешенная в вагоне на нити длиной 44 см‚ будет особенно сильно раскачиваться.