Чтобы определить частоту вынужденной силы, при которой наступит резонанс колебаний математического маятника, нам нужно воспользоваться формулой для собственной частоты колебаний математического маятника.
Сначала найдем длину маятника в метрах:
\[ L = 78,8 \text{ см} = 0,788 \text{ м} \]
Собственная угловая частота \( \omega_0 \) математического маятника определяется по формуле:
\[ \omega_0 = \sqrt{\frac{g}{L}} \]
где \( g = 9,8 \text{ м/с}^2 \), а \( L \) — длина маятника. Подставим значения:
\[ \omega_0 = \sqrt{\frac{9,8}{0,788}} \]
Теперь вычислим это значение:
- Сначала найдем \( \frac{9,8}{0,788} \):
\[ \frac{9,8}{0,788} \approx 12,44 \]
- Далее извлекаем корень:
\[ \omega_0 \approx \sqrt{12,44} \approx 3,54 \text{ рад/с} \]
Теперь, чтобы получить частоту колебаний \( f_0 \) в герцах, мы можем воспользоваться связью между частотой и угловой частотой:
\[ f_0 = \frac{\omega_0}{2\pi} \]
Подставим значение \( \pi \approx 3,14 \):
\[ f_0 = \frac{3,54}{2 \times 3,14} \approx \frac{3,54}{6,28} \approx 0,564 \text{ Гц} \]
Таким образом, частота вынужденной силы, при которой наступит резонанс колебаний маятника, составляет приблизительно 0,564 Гц.