Вопрос задан 12.07.2026 в 19:31. Предмет Физика. Спрашивает Мизенко Мария.

Вагон массой 80 т имеет четыре рессоры, жёсткостью 200 кН/м каждая. Через какой промежуток времени должны повторяться толчки от стыков рельсов, чтобы вагон начало сильно раскачивать?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Гусейнов Ибрагим.

Рассматриваем вагон как колебательную систему «масса–пружины».

1. Жёсткость системы

У вагона 4 одинаковые рессоры, каждая жёсткостью
k=200 кН/м=2105 Н/мk = 200 \text{ кН/м} = 2 \cdot 10^5 \text{ Н/м}.

Так как они работают параллельно, суммарная жёсткость:

kсум=4k=8105 Н/мk_{\text{сум}} = 4k = 8 \cdot 10^5 \text{ Н/м}

2. Масса вагона

m=80 т=8104 кгm = 80 \text{ т} = 8 \cdot 10^4 \text{ кг}

3. Собственная частота колебаний

ω=km=81058104=103,16 рад/с\omega = \sqrt{\frac{k}{m}} = \sqrt{\frac{8 \cdot 10^5}{8 \cdot 10^4}} = \sqrt{10} \approx 3{,}16 \text{ рад/с}

4. Период собственных колебаний

f=1Tf = \frac{1}{T}
f=12=0,5Hzf=\frac{1}{\text{2}}=\text{0,5}\,\mathrm{Hz}
TT
s
Перемещение ползунка периода T изменяет частоту по формуле частота f равна единице, деленной на период T.
Tf = 0,5 Hz
T=2πω=2π3,162,0 сT = \frac{2\pi}{\omega} = \frac{2\pi}{3{,}16} \approx 2{,}0 \text{ с}

5. Условие сильной раскачки (резонанс)
Вагон начинает сильно раскачиваться, если внешние толчки (от стыков рельсов) повторяются с периодом, равным собственному периоду колебаний системы.


Ответ:

Толчки должны повторяться примерно через 2 секунды.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос