Условие задачи
Для стержня длиной l, закреплённого, как указано на рис. 35 ÷ 40, необходимо:
− вывести формулу для возможных частот продольных волн, возбуждаемых в стержне, при которых в нём образуется стоячая волна;
− указать какая частота колебаний является основной, а какие частоты относятся к обертонам (к высшим гармоникам);
− определить частоту и длину волны ой гармоники;
− для этой гармоники нарисовать вдоль стержня качественную картину:
а) стоячей волны амплитуд смещений;
б) стоячей волны амплитуд деформаций.
Исходные данные
Ответ
1. Левый конец стержня свободен, а правый жестко закреплен (защемлен). Вдоль стержня образуются стоячие волны, если левому концу заставить колебаться в направлении, перпендикулярном оси стержня. Тогда вдоль стержня пробежит волна до защемленного конца и будет отражаться. При налаживания прямых волн с волнами, отраженными из защемленного конца и образуются стоячие волны. У левого конца стержня всегда будет пучность (для стоячей волны смещений), у правого конца узел. Для стоячей волны деформаций картина такая же.
2. Выведем формулу для возможных частот продольных волн, возбуждаемых в стержне, ...