Расстояние между центром масс стержня и осью вращения: 1,5/2 - 0,5 = 0,25 м. Переходя из верхнего вертикального положения в нижнее вертикальное, центр масс стержня опускается на 0,25 * 2 = 0,5 м. Уменьшение потенциальной энергии при этом составило: mg*0,5 = mg/2. По закону сохрания энергии, оно было скомпенсировано увеличением энергии вращательного движения с 0 до Iω²/2. mg/2 = Iω²/2 mg = Iω². (1) Момент инерции стержня, вращающегося вокруг оси, проходящей через центр масс: I₀ = ml²/12. В нашем случае: I₀ = m*(1,5)²/12 = 3m/16. По теореме Штейнера: I = I₀ + m*0,25² = 3m/16 + m/16 = m/4. Подставляем в (1): mg = m/4 * ω² ω = 2*sqrt(g) ω = 2*sqrt(9,8) ≈ 6,3 рад/с Линейные скорости концов стержня: v = ω*R v₁ = 6,3*1 = 6,3 м/с v₂ = 6,3*0,5 = 3,15 м/с
Длина волны (обозначается как " лямбда") есть произведение скорости распространения электромагнитных волн (обозначается - с) в определенной среде через период колебаний Т - т. е. "лямбда" = с*Т или "лямбда" = 2* "пи"*с/"омега", где "омега" - круговая (циклическая) частота монохроматической волны. Cкорость распространения звука в воздухе при нормальном давлении - примерно 331 м/с, а в кварцевом стекле (твердом изотропном веществе) - примерно 5570 м/с. Отсюда можно получить, что длина звуковой волны камертона в воздухе - "лямбда1" = 2* 3.14* 331 / 440 = 4,72 м длина звуковой волны камертона в стекле - "лямбда2" = 2* 3,14* 5570 / 440 = 79,5 м
