Вагон массой 80 т имеет четыре рессоры, жёсткостью 200 кН/м каждая. Через какой промежуток времени должны повторяться толчки от стыков рельсов, чтобы вагон начало сильно раскачивать?

Для того чтобы понять, через какой промежуток времени должны повторяться толчки от стыков рельсов, чтобы вагон начал сильно раскачиваться, нам нужно рассмотреть основные принципы колебаний.

Колебательное движение вагона представляет собой гармонические колебания, которые определяются законом Гука. Закон Гука гласит, что сила, действующая на тело, прямо пропорциональна его смещению от положения равновесия. В нашем случае, положение равновесия соответствует положению вагона, когда он не раскачивается.

Формула для силы, действующей на тело в гармонических колебаниях, выглядит следующим образом:

F = -kx,

где F - сила, k - коэффициент жёсткости (жёсткость рессоры), x - смещение от положения равновесия.

Мы знаем, что у нас четыре рессоры с жёсткостью 200 кН/м каждая. Чтобы определить общую жесткость, нужно просуммировать жесткости каждой рессоры:

k_общ = 4 * 200 кН/м = 800 кН/м.

Теперь, чтобы определить период колебаний T (промежуток времени через который толчки должны повторяться), мы можем воспользоваться формулой:

T = 2 * pi * sqrt(m/k_общ),

где m - масса вагона.

Мы знаем, что масса вагона составляет 80 т. Чтобы перевести тонны в килограммы, нужно умножить на 1000:

m = 80 т * 1000 = 80000 кг.

Теперь мы можем подставить значения в формулу и рассчитать период колебаний T:

T = 2 * pi * sqrt(80000 кг / 800 кН/м).

Сначала проведем промежуточные вычисления в скобках:

sqrt(80000 кг / 800 кН/м) = sqrt(100 кг/м) = 10 sqrt(кг/м).

Теперь подставим результат в формулу:

T = 2 * pi * 10 sqrt(кг/м) = 20 pi sqrt(кг/м) ≈ 628 с.

Таким образом, период колебаний T, через который толчки должны повторяться, чтобы вагон начал сильно раскачиваться, составляет примерно 628 секунд или около 10 минут и 28 секунд.