تمرین 3-3 فصل سوم فیزیک دوازدهم تجربی
فرض کنید طول تعدادی آونگ ساده که از میله‌ای افقی آویزان‌اند، عبارت‌اند از: 3/5 m، 2/8 m، 1/2 m، 0/80 m و 0/40 m. میله دستخوش نوسان‌هایی با بسامد زاویه‌ای در گستره‌ی 2/0 rad/s تا 4/0 rad/s می‌شود. کدام آونگ‌ها با دامنه بزرگتری به نوسان درمی‌آیند؟ (توجه کنید گرچه تشدید در بسامد مشخصی رخ می‌دهد، اما دامنه نوسان در نزدیکی این بسامد همچنان بزرگ است).
پاسخ تشریحی و گام‌به‌گام تمرین 3-3 فصل سوم فیزیک دوازدهم تجربی
برای پاسخ به این سؤال، باید بسامد طبیعی نوسان هر آونگ را محاسبه کنیم و ببینیم کدام‌یک به بازه بسامد زاویه‌ای 2/0 rad/s تا 4/0 rad/s نزدیک‌تر است.
۱. فرمول بسامد زاویه‌ای طبیعی آونگ: $$\omega = \sqrt{\frac{g}{l}}$$، که در آن $$g$$ شتاب گرانش (معمولاً 9.8 $$m/s^2$$) و $$l$$ طول آونگ است.
۲. بسامد زاویه‌ای طبیعی هر آونگ را محاسبه کنید. برای مثال، برای $$l = 3.5$$ متر:
$$\omega = \sqrt{\frac{9.8}{3.5}} \approx 1.67 \ rad/s$$
۳. محاسبات مشابهی را برای طول‌های دیگر انجام دهید و ببینید بسامد طبیعی کدام آونگ به بازه 2/0 rad/s تا 4/0 rad/s نزدیک‌تر است.
۴. آونگ‌هایی که بسامد طبیعی‌شان نزدیک به این بازه است، با دامنهٔ بزرگ‌تر نوسان خواهند داشت.
