Задачи › Бегущие волны, скорость волн

Капля в чаше

  1. Капля в чаше

    Белорусская 1996/97, заключительный этап, 11 кл. · №24479

    11-3. В круглую чашу радиусом \(R\), заполненную водой, падает капля в точку, находящуюся на расстоянии \(a\) от центра. Через небольшой промежуток времени \(\tau\) с поверхности воды брызнул небольшой фонтанчик. Объясните причину его возникновения. В каком месте чаши возник фонтанчик? Какова скорость распространения волн по поверхности воды в чаше?

    ▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
    Подсказка

    Волны от точки падения отражаются от стенки; лучи, близкие к диаметру, проходящему через точку падения, приходят в симметричную точку почти одновременно.

    ▶ОтветСкрыть: ответ
    Ответ

    Фонтанчик возникнет на расстоянии \(a\) от центра с противоположной стороны (в точке, симметричной точке падения) в результате интерференции отражённых волн; скорость волн \(v=\dfrac{2R}{\tau}\).

    ▶РешениеСкрыть: решение
    Решение
    Рисунок

    11-3. Фонтанчик брызнет на расстоянии \(a\) от центра с другой стороны как результат интерференции отраженных волн. Для лучей близких к линии \(AO\) длины путей до симметричной точки \(A'\) одинаковы с точностью до малых величин второго порядка малости. Поэтому эти участки волн приходят в эту точку почти одновременно, следовательно, интерферируя, образуют «всплеск» волны. Скорость волн находим из условия

    \[\frac{2R}{v} = \tau, \quad v = \frac{2R}{\tau}.\]

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

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиНашли ошибку?

Похожие задачи