Самую точную модель качания на качелях проверили на японских девушках
Оказалось, что в среднем они качаются согласно оптимальным условиям модели
Австралийские и японские ученые построили самую полную на сегодня механическую модель качания на качелях и в эксперименте с девушками-добровольцами убедились, что реальные люди стараются интуитивно ей следовать. Исследование подтвердило, что оптимальное раскачивание невозможно без контроля частоты отклонения тела и момента в цикле колебания качелей, в который это следует делать. О работе ученых сообщает статья в журнале Physical Review E, а также краткая заметка на сайте Science.
Человек и качели, на которых он сидит, — это хороший бытовой пример связанных осцилляторов. Физики давно понимали, что механизм раскачки качелей основан на смещении человеком центра масс всей системы с помощью наклона верхней части тела вперед или назад. Однако точная связь между параметрами колебаний тела и параметрами колебаний качелей неочевидна до сих пор.
Первые модели предполагали, что колебания тела можно описать простой гармонической функцией с частотой, равной частоте качания качелей — ее в первом приближении можно связать с длиной качелей с помощью школьной формулы. Проблема в том, что колебания маятника гармонические только в приближении малых амплитуд. По мере раскачки качелей частота уменьшается и теряется синхроничность с колебанием тела.