2018-01-20
Диск с отверстиями, просверленными по окружностям на расстоянии $S = 1 см$ друг or друга (рис. ) освещен сзади лампой. Диск вращается с частотой $\nu = 30 об/мин$. На каком расстоянии от центра мы увидим сплошной светящийся круг? Человеческий глаз не ощущает колебаний яркости, если они происходят чище, чем 16 раз в секунду.
Решение:
Мы увидим светящийся круг там, где освещенные отверстия успевают сменить друг друга за время, меньше или равное 1/16 с. Так как отверстия отстоят друг от друга на расстоянии 1 см, то, следовательно, их скорость должна быть:
$v = \frac{S}{t} = \frac{10^{-2}}{1/16} = 16 \cdot 10^{-2} м/с$.
Таким образом, мы увидим светящийся круг там, где линейная скорость вращения диска $v > 16 \cdot 10^{-2} м/с$. Из соотношения между линейной и угловой скоростями $v = \omega R$ находим:
$R > \frac{v}{ \omega}; \omega = 2 \pi \nu; R > \frac{v}{2 \pi \nu}; R > \frac{16 \cdot 10^{-2} \cdot 60}{2 \pi \cdot 30} = 5,1 \cdot 10^{-2} м$,
т. е. светящиеся отверстия сольются в сплошной круг на расстоянии $R \geq 5,1 \cdot 10^{-2} м$ от центра.