По торцу длинного стального стержня нанесли удар молотком. Определите длину L стержня, если короткий упругий импульс, отразившись от второго торца, возвратился к месту удара через время τ = 10–3 с. Модуль Юнга стали E = 1,9·1011 Н/м2, плотность стали ρ = 7,6·103 кг/м3.
Решение
Скорость распространения продольных волн в упругих стержнях определяется соотношением
При заданных в условии значениях модуля Юнга E и плотности ρ стали скорость распространения волн оказывается равной
υ = 5·103 м/с.
За время τ = 103 с волна пробежит расстояние
s = υ · τ = 5 м.
Это расстояние равно удвоенной длине стержня. Следовательно,