บทที่ 8 · การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย
Problem 8.54
หัวข้อ: การสั่นภายใต้แรงกระทำ (Forces Oscillations)
ลูกตุ้ม 1, 2, 3, 4 และ 5 แขวนกับเชือกเบาดังรูปด้านล่าง เมื่อผลักลูกตุ้มที่ 1 ให้สั่น ลูกตุ้มใดจะแกว่งตามลูกตุ้มที่ 1 ได้ชัดเจนที่สุด (แอมพลิจูดสูงสุด)?
คำตอบ
∴ ลูกตุ้มที่ \(5\) จะแกว่งตามลูกตุ้มที่ \(1\) ได้ชัดเจนที่สุด \(\;\blacksquare\)
∴ ลูกตุ้มที่ \(5\) จะแกว่งตามลูกตุ้มที่ \(1\) ได้ชัดเจนที่สุด \(\;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ
พิจารณาการแกว่งของลูกตุ้มอย่างง่าย จาก \(ω_{0} = \sqrt{\frac{g}{\ell}}\)
เมื่อลูกตุ้มที่ \(1\) แกว่ง จะเกิดแรงเป็นจังหวะซึ่งมีความถี่เชิงมุมเท่ากับ \(\sqrt{\frac{g}{\ell _{1}}}\)
กระทำกับลูกตุ้มที่ \(2, 3, 4\) และ \(5\) จะทำให้ลูกตุ้มซึ่งมีความถี่ธรรมชาติใกล้เคียง
กับ \(\sqrt{\frac{g}{\ell _{1}}}\) มากที่สุด แกว่งตามด้วยแอมพลิจูดสูงสุด นั่นคือ ลูกตุ้มที่มีความยาว
เชือกใกล้เคียงกับลูกตุ้มที่ \(1\) มากที่สุด จะแกว่งตามลูกตุ้มที่ \(1\) ด้วยแอมพลิจูดสูงสุด
∴ ลูกตุ้มที่ \(5\) จะแกว่งตามลูกตุ้มที่ \(1\) ได้ชัดเจนที่สุด \(\;\blacksquare\)