Задачи › Стоячие волны, струны и трубы

Скрипка

  1. Скрипка

    Эстонская 2013/14, заключительный этап, 9-11 кл. · №25974

    Если у скрипки прижать струну длиной \(L\) на расстоянии \(\tfrac37 L\) от одного конца струны и провести смычком по короткой части, то прозвучит звук с какой-то основной частотой. Если же просто дотронуться до струны на том же расстоянии \(\tfrac37 L\) (не прижимая), то издаваемый звук будет другим. Каково отношение основных частот этих звуков? (8 б.)

    ▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
    Подсказка

    В обоих случаях в закреплённых и в касаемой точках должны быть узлы стоячей волны; на каждой из двух частей струны укладывается целое число полуволн.

    ▶ОтветСкрыть: ответ
    Ответ

    \(\nu/\nu_0=3\).

    ▶РешениеСкрыть: решение
    Решение

    В возникающей стоячей волне узлы должны быть на обоих концах колеблющейся части струны. Поэтому при прижатой струне колеблется часть длиной \(\tfrac37 L\), которой соответствует длина волны \(\lambda_0=\tfrac67 L\). При касании колеблется вся струна, и условий три: узлы на обоих концах и дополнительно в касаемой точке. Значит, по обе стороны от этой точки должно уместиться целое число полуволн. Отношение длин колеблющихся частей равно \[\frac{\tfrac37}{1-\tfrac37}=\frac34 .\] Числа \(3\) и \(4\) не имеют общих делителей, поэтому на колеблющихся частях должно уложиться соответственно \(3\) и \(4\) полуволны. Рассматривая часть струны длиной \(\tfrac37 L\), понимаем, что \(\lambda=\tfrac{2L}{7}\), и \[\frac{\nu}{\nu_0}=\frac{\lambda_0}{\lambda}=3 .\]

    Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.

    Вся олимпиада на сайте

Похожие задачи