Киносъёмка маятника
4/10Киноаппаратом со скоростью \(f = 24\) кадра в секунду снимают колебания математического маятника. Одно полное колебание занимает \(N = 48\) кадров. Длина маятника на плёнке \(l = 10\) мм, фокусное расстояние объектива \(F = 70\) мм. С какого расстояния \(L\) снимали маятник?
▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ\(L \approx \dfrac{FgN^2}{4\pi^2f^2l} = 7\) м.
РешениеПусть длина маятника равна \(d\). Тогда период его колебаний: \[T = \dfrac{N}{f} = 2\pi\sqrt{\dfrac{d}{g}},\quad\text{откуда}\quad d = \dfrac{gN^2}{4\pi^2f^2} = 1\text{ м}.\] Видно, что длина изображения маятника на плёнке \(l \ll d\). Это означает, что искомое расстояние \(L\) от камеры до маятника намного превышает фокусное расстояние объектива (\(L \gg F\)). Отсюда, в свою очередь, следует, что изображение маятника находится очень близко к фокусу (то есть расстояние от объектива до плёнки, на которой получается изображение, почти равно \(F\)). Таким образом, \(\dfrac{d}{L} \approx \dfrac{l}{F}\), откуда \[L \approx \dfrac{Fd}{l} = \dfrac{FgN^2}{4\pi^2f^2l} = 7\text{ м}.\]
Похожие задачи
- Очки сползли на нос МОШ 1989/90, 11 кл.
- Увеличенное изображение при заданном расстоянии предмет-экран Физтех 2006/07, 11 кл.
- Построение в линзе (C4) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Передвижение экрана (C4) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Перемещение экрана (С4) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Фокусное расстояние линзы (C4) ЕГЭ 2007, 11 кл.