Физика 9 класс учебник Перышкин, Гутник - страница 150
- Тип: ГДЗ, Решебник.
- Авторы: Перышкин И. М., Гутник Е. М., Иванов А. И.
- Часть: без частей.
- Год: 2026.
- Серия: (ФГОС).
- Издательство: Просвещение.
Таким образом, колебательное движение характеризуется амплитудой, частотой (или периодом) и фазой.
Ответьте на вопросы
Номер 1.
Что называют амплитудой колебаний; периодом колебаний; частотой колебаний? В каких единицах измеряется каждая из этих величин?
Ответ:
Амплитуда колебаний (A) определяется как максимальное смещение колеблющегося объекта относительно его точки покоя. В случае маятника, это наибольшее расстояние, на которое груз удаляется от вертикальной оси. Единицы измерения — метры, сантиметры и т. п.
Период колебаний (T) представляет собой продолжительность одного полного цикла движения, то есть время, за которое объект возвращается в свое первоначальное состояние, пройдя через все промежуточные положения. Измеряется в единицах времени, таких как секунды или минуты.
Частота колебаний (ν) характеризует число полных колебаний, совершаемых объектом за единицу времени, как правило, за одну секунду. Единицей измерения является Герц (Гц), где 1 Гц эквивалентен одному колебанию в секунду.
Номер 2.
Как связаны между собой период и частота колебаний?
Ответ:
Период колебаний T и частота колебаний ν связаны следующей зависимостью:
T = 1/v
или
v = 1/T
Номер 3.
Какие колебания называют собственными?
Ответ:В идеальных условиях, когда нет никаких потерь энергии из-за трения или сопротивления воздуха, свободные колебания системы принято называть собственными.
Номер 4.
Что называют собственной частотой колебательной системы?
Ответ:Важно понимать, что при малых колебаниях частота, с которой они происходят, полностью определяется самой системой. Неважно, насколько велико начальное отклонение — частота останется прежней. Именно эту неизменную частоту и называют собственной частотой.
Обсудите
Предложите способы сообщения нитяному маятнику начального запаса энергии, необходимого для возбуждения колебаний. Механическую энергию какого вида получает при этом система?
Ответ:
Чтобы возбудить колебания нитяного маятника, нужно сообщить ему начальный запас энергии. Это можно сделать несколькими способами:
• Отклонить маятник от положения равновесия (сместить груз в сторону) и отпустить — система получит потенциальную энергию за счёт подъёма груза.
• Дать маятнику толчок (горизонтально или вертикально) — система получит кинетическую энергию (энергию движения).
• Комбинированный способ: сначала отклонить, затем слегка подтолкнуть — система получит и потенциальную, и кинетическую энергию.
Вид механической энергии
Если маятник отклонён и просто отпущен — сначала преобладает потенциальная энергия, которая затем превращается в кинетическую при движении к положению равновесия.
Если маятнику сообщена скорость (толчок) — изначально преобладает кинетическая энергия, которая частично переходит в потенциальную при подъёме груза.
В процессе колебаний происходит периодическое превращение потенциальной энергии в кинетическую и обратно.
Решите задачи
УПРАЖНЕНИЕ 29
Номер 1.
На рисунке 106 изображены пары колеблющихся маятников. В каких случаях два маятника колеблются: в одинаковых фазах по отношению друг к другу; в противоположных фазах?
Рис. 106
Ответ:
Два маятника совершают колебания синфазно, если в любой момент времени они занимают идентичные позиции и движутся в одном направлении. Это означает, что они одновременно отклонены в одну сторону и движутся к центру, или одновременно проходят точку равновесия, двигаясь в одном направлении.
Колебания маятников считаются противофазными, если в любой момент времени они находятся в зеркальных положениях относительно точки равновесия и движутся в противоположных направлениях. Например, один маятник отклонен вправо и движется вправо, а другой отклонен влево и движется влево. Или же они могут находиться на одной высоте, но один движется вверх, а другой — вниз.
Рассмотрим примеры на рисунке 106:
а) Оба маятника отклонены влево на угол α. Стрелки скоростей (v1 и v2) указывают, что оба движутся вправо. Это пример синфазных колебаний.
б) Оба маятника находятся в положении равновесия и движутся вправо. Это также пример синфазных колебаний.
в) Маятник 1 в равновесии движется вправо (v1), а маятник 2 в равновесии движется влево (v2). Их скорости противоположны. Следовательно, это противофазные колебания.
г) Маятник 1 в равновесии движется влево (v1), а маятник 2 в равновесии движется вправо (v2). Их скорости также противоположны. Это противофазные колебания.
д) Маятник 1 отклонен влево (α) и движется вправо (v1). Маятник 2 отклонен вправо (α) и движется влево (v2). Они находятся в симметричных положениях и движутся навстречу друг другу. Это противофазные колебания.
е) Маятник 1 в равновесии движется вправо (v1), а маятник 2 отклонен вправо (α) и движется влево (v2). Их положения и направления движения не соответствуют ни полному совпадению фаз, ни строго противоположным фазам.
Итог
Синфазные колебания: а), б).
Противофазные колебания: в), г), д).
Номер 2.
Частота колебаний стометрового железнодорожного моста равна 2 Гц. Определите период этих колебаний.
Ответ:
Номер 3.
Период вертикальных колебаний железнодорожного вагона равен 0,5 с. Определите частоту колебаний вагона.
Ответ:
С подпиской рекламы не будет
Подключите премиум подписку со скидкой в 40% за 149 ₽
Напишите свой комментарий.