Номер 4, страница 192 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Механика. Глава 4. Механические колебания и волны. Вопросы и задачи к главе «механические колебания и волны» - номер 4, страница 192.

Условие.

4. Равнодействующая каких сил играет роль возвращающей силы при колебаниях груза, подвешенного: а) на нити; б) на пружине?

Решение.

а) на нити

При колебаниях груза, подвешенного на нити (такая система называется математическим маятником), на него постоянно действуют две силы: сила тяжести ($ \vec{F}_{т} $), направленная вертикально вниз, и сила натяжения нити ($ \vec{T} $), направленная вдоль нити к точке подвеса. Возвращающая сила, стремящаяся вернуть маятник в положение равновесия (нижнюю точку траектории), является равнодействующей (результатом векторного сложения) этих двух сил: $ \vec{F}_{возвр} = \vec{F}_{т} + \vec{T} $. Эта результирующая сила всегда направлена по касательной к траектории движения груза в сторону положения равновесия.

Ответ: Роль возвращающей силы играет равнодействующая силы тяжести и силы натяжения нити.

б) на пружине

При вертикальных колебаниях груза на пружине (пружинный маятник) на него действуют сила тяжести ($ \vec{F}_{т} $), направленная вниз, и сила упругости пружины ($ \vec{F}_{упр} $), направленная вдоль пружины. В положении равновесия эти две силы уравновешивают друг друга. Когда груз отклоняется от положения равновесия, одна из сил становится больше другой. Векторная сумма силы тяжести и силы упругости становится отличной от нуля и направленной к положению равновесия. Эта равнодействующая сила ($ \vec{F}_{возвр} = \vec{F}_{т} + \vec{F}_{упр} $) и является возвращающей силой, которая заставляет груз совершать колебания.

Ответ: Роль возвращающей силы играет равнодействующая силы тяжести и силы упругости пружины.