2020-01-08
Для точной подстройки частоты вращения диска электропроигрывателя ($33 \frac{1}{3}$ - оборота в минуту) на его боковую поверхность наносят метки, которые освещают неоновой лампочкой с частотой 100 вспышек в секунду.
Каким должно быть число меток, чтобы при номинальной скорости они казались неподвижными? После отключения двигателя силы сухого трения начинают тормозить диск, и метки "побегут". За первые 4 с мимо точки наблюдения "пробегают" 10 меток. Через какое время диск остановится? Через какой промежуток времени метки "побегут" в другую сторону?
Решение:
За время $\frac{1}{100} с = \frac{1}{6000} мин$ диск успевает повернуться на $\frac{1}{6000} \cdot 33 \frac{1}{3} = \frac{1}{180}$ оборота. Для того чтобы картина казалась неподвижной, нужно, чтобы за время между вспышками одна метка успевала встать на место другой. Значит, в нашем случае нужно взять $n = 180$ меток. (Строго говоря, можно было бы взять и 360 меток, и 540, и т. д., однако этого делать не нужно. Подумайте сами - почему. Подсказка: точность определения номинальной скорости диска $\sim 0,5 - 1$ %. И еще вопрос: как бы выглядела картина, если бы мы нанесли 90, 60 или 45 меток?)
После отключения двигателя диск начинает равномерно тормошиться (при сухом трении силы при торможении не изменяются по величине). За 4 секунды при номинальной скорости должно пройти 400 меток, а диск "отстал" на 10 - значит, за это время скорость диска упала на $2 \frac{10}{400} = \frac{1}{20}$ от номинальной величины. Следовательно, диск остановится через $4 \cdot 20 = 80$ секунд, а через 40 секунд метки "побегут" в первый раз в другую сторону.