При какой частоте вращения зубчатого колеса в опыте Физо наступало первое затмение, если колесо имело 720 зубцов?
Дано:
- Расстояние до отражающего зеркала \( s = 8{,}6 \, \text{км} = 8{,}6 \cdot 10^3 \, \text{м} \);
- Скорость света \( c = 3 \cdot 10^8 \, \text{м/с} \);
- Число зубцов \( N = 720 \).
Решение:
1. Найдём время \( t \), за которое свет проходит расстояние туда и обратно:
\(t = \frac{2s}{c}.\)
2. За это время колесо должно повернуться ровно на \( \frac{1}{2N} \) оборота, чтобы следующий зубец перекрыл путь света.
3. Для нахождения частоты вращения \( \nu \) используем связь времени и частоты:
\(t = \frac{1}{2N\nu} \implies \nu = \frac{1}{2Nt}.\)
4. Подставим \( t = \frac{2s}{c} \) в выражение для \( \nu \):
\(\nu = \frac{c}{4Ns}.\)
5. Подставим известные значения:
\(\nu = \frac{3 \cdot 10^8}{4 \cdot 720 \cdot 8{,}6 \cdot 10^3}.\)
6. Выполним вычисления:
\(\nu = \frac{3 \cdot 10^8}{24{,}768 \cdot 10^3} = 12{,}112 \, \text{Гц}.\)
Ответ: Частота вращения зубчатого колеса составляет \( \nu \approx 12{,}112 \, \text{Гц} \).
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 9 класс.
Aвторы:
Гутник Е.М., Иванов А.И., Перышкин И.М.
Задание
При какой частоте вращения зубчатого колеса в опыте Физо наступало первое затмение, если колесо имело 720 зубцов?