Капля в чаше
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
ПодсказкаВолны от точки падения отражаются от стенки; лучи, близкие к диаметру, проходящему через точку падения, приходят в симметричную точку почти одновременно.
▶ОтветСкрыть: ответ
ОтветФонтанчик 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
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.
Похожие задачи
- Цепочка шариков на пружинах Савченко, №3.6.1
- ◇ стержень с тремя грузами Савченко, №3.6.5
- Стержень с ускорением Савченко, №3.6.9
- Энергия упругой деформации Савченко, №3.6.10
- Свернуть стержень в кольцо Савченко, №3.6.11
- ◇ поперечное сжатие Савченко, №3.6.12