Квант

32

Леняя. В некоторых кранах в центре прокладки делается отверстие, и она крепится к шайбе гайкой. Отремонтированный краан собирают в обратном порядке и потихоньку открывают авариный краан.

В заключение предлагаем вам proveсти опыт, моделирующий поведение заслонки в водопроводном кране.

Через получатерновый резиновый шланг подсоедините к крану мундштук с размерами, изображенными на рисунке 2. Откройте воду, возьмите в руку трехкопеечную монету и поставайте ее «посадить» на конец мундштука (гербом к мундштуку). После некоторых тренировки можно добиться того, чтобы монета устойчиво держалась при довольно большом интервале скорости расхода воды и при любом положении мундштука. Никаких колебаний при этом не наблюдается, а вся конструкция напоминает разбрызгиваатель для поливки огородов.

Интересно, что диск того же размера, что монета, но с гладкой поверхностью, на мундштуке не удерживает. Зато если прижать его к мундштуку пальцем, появляются колебания, причем при увеличении силы нажима частота колебаний возрастает. Таким образом можно руками потрогать модель заслонки водопроводного крана и убедиться, что колебания действительно возможны.

Для последнего опыта не обязаτεльно выдерживать указанные размеры мундштука и «заслонки». Важно только, чтобы их поверхосты были плоскими и гладкими. Попытайте самостоять придумать и другие опыты, моделирующие процессы, происходит в гудяшем («поощем») водопроводе.

Гармоничский ряд

Единица плоскополина плоскчетверть плоск одна восьмая… Если продолжить это суммирование все дальше и дальнейше — будет ли образушие суммы стремиться к какому-либо пределу? Конечно, ведь перед нами бесконечная геометрическая прогрессия со значенателем меньше 1. Для ее суммы извлечна простая формула — первый член, деленный на единицу минус значенатель прогрессии:

1+12+122+123+⋯=11−(1/2)=2.1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{2^2} + \frac{1}{2^3} + \dots = \frac{1}{1 - (1/2)} = 2.

Hy, а если попытаться суммировать величины, бесконечную убывающие, но не по закону геометрической прогрессии?

Например, единца плоскополина плоскчетверть плоск очень сумму. Для этого последовательно будем вычислять его частные суммы, то есть числа S1=1S_1 = 1, S2=1+1/2+3/2S_2 = 1 + 1/2 + 3/2, S3=1+1/2+1/3=11/6S_3 = 1 + 1/2 + 1/3 = 11/6, … С помощью микрокалькулятора мы получили, например, S99=5,177S_{99} = 5,177, S100=5,187S_{100} = 5,187. Так чему же равна сумма гармоничского ряда? Подумайте и попробуйте найти его сумму самостояльно.

Hy как? Оценили сумму гармоничского ряда? Если вы пришли к выводу, что сумма 1+1/2+1/3+…1 + 1/2 + 1/3 + \dots стремится к определенному пределу, то вы определенно ошиблись. По мере прибавления новых слагаемых сумма увеличивается, увеличивается, но не стремится к пределу (как это делает сумма геометрической прогрессии)

1+12+13+14+15+16+17+18+19+110+⋯+115+116+…1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + \frac{1}{4} + \frac{1}{5} + \frac{1}{6} + \frac{1}{7} + \frac{1}{8} + \frac{1}{9} + \frac{1}{10} + \dots + \frac{1}{15} + \frac{1}{16} + \dots

Теперь видно, что…, впрочем, конечается место на этой странице: допуйте расходимость гармоничского ряда сами!

(Окончание см. на c. 44)