Чтобы определить частоту вынуждающей силы, при которой наступит резонанс колебаний математического маятника, сначала нужно вычислить его собственную частоту. Формула для расчета собственных колебаний математического маятника выглядит следующим образом:
\[ f = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{g}{L}} \]
где:
- \( f \) – частота колебаний (в герцах),
- \( g \) – ускорение свободного падения (в м/с²),
- \( L \) – длина маятника (в метрах),
- \( \pi \) – число пи, приблизительно равное 3,14.
Длина маятника у нас составляет 55,1 см, что в метрах будет равно:
\[ L = 55,1 \, см = 0,551 \, м \]
Теперь подставляем известные значения в формулу. У нас \( g = 9,8 \, м/с² \) и \( L = 0,551 \, м \):
\[ f = \frac{1}{2 \cdot 3,14} \sqrt{\frac{9,8}{0,551}} \]
Теперь сначала вычислим подкоренное выражение:
\[ \frac{9,8}{0,551} \approx 17,79 \]
Затем вычислим квадратный корень:
\[ \sqrt{17,79} \approx 4,22 \]
Теперь подставим это значение обратно в формулу частоты:
\[ f = \frac{1}{6,28} \cdot 4,22 \approx 0,671 \, Гц \]
Округлим до сотых:
\[ f \approx 0,67 \, Гц \]
Итак, частота вынуждающей силы, при которой наступит резонанс колебаний маятника, составляет примерно 0,67 Гц.
