Номер 9, страница 107 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

9. Дайте определения следующих понятий:

а) колебательная система;

б) свободные колебания;

в) гармонические колебания;

г) вынужденные колебания;

д) период колебаний.

а) колебательная система;

Колебательными системами называют физические системы, способные совершать колебания. Характерным свойством таких систем является наличие положения устойчивого равновесия. При отклонении от этого положения в системе возникает возвращающая сила (или момент сил), которая стремится вернуть тело или систему в исходное состояние равновесия. Из-за инертности система проходит положение равновесия и продолжает движение, что приводит к возникновению колебательного процесса. Примерами могут служить маятник, груз на пружине, колебательный контур.

Ответ: Колебательная система — это физическая система, в которой могут возникать и поддерживаться колебания около положения устойчивого равновесия.

б) свободные колебания;

Свободными (или собственными) колебаниями называют колебания, которые возникают в колебательной системе после того, как она была выведена из положения равновесия и предоставлена самой себе. Такие колебания происходят только под действием внутренних сил системы (например, силы упругости или силы тяжести) за счет первоначально сообщенной энергии. В реальных условиях при наличии сил сопротивления (трения) свободные колебания всегда являются затухающими, то есть их амплитуда со временем уменьшается.

Ответ: Свободные колебания — это колебания, происходящие в системе под действием ее внутренних сил после однократного выведения из состояния равновесия.

в) гармонические колебания;

Гармоническими колебаниями называют периодические колебания, при которых физическая величина (координата, скорость, напряжение и т. д.) изменяется со временем по закону синуса или косинуса. Математически это описывается уравнением вида $x(t) = A \cos(\omega t + \varphi_0)$, где $x(t)$ — значение колеблющейся величины в момент времени $\text{t}$, $\text{A}$ — амплитуда (максимальное отклонение от положения равновесия), $\omega$ — циклическая (круговая) частота, а $(\omega t + \varphi_0)$ — фаза колебаний. Гармонические колебания являются простейшим видом периодических колебаний и играют фундаментальную роль в физике.

Ответ: Гармонические колебания — это колебания, при которых физическая величина изменяется со временем по синусоидальному или косинусоидальному закону.

г) вынужденные колебания;

Вынужденными колебаниями называют незатухающие колебания, которые совершает система под действием внешней, периодически изменяющейся силы, называемой вынуждающей. В отличие от свободных колебаний, которые со временем затухают, вынужденные колебания могут продолжаться сколь угодно долго, пока действует внешняя сила. Частота установившихся вынужденных колебаний равна частоте вынуждающей силы. Амплитуда вынужденных колебаний зависит от соотношения частоты вынуждающей силы и собственной частоты системы и резко возрастает при их сближении (явление резонанса).

Ответ: Вынужденные колебания — это колебания, происходящие в системе под воздействием внешней периодической силы.

д) период колебаний.

Период колебаний — это минимальный промежуток времени, через который повторяется состояние колеблющейся системы. Другими словами, это время, за которое совершается одно полное колебание. Период обозначается буквой $\text{T}$ и измеряется в единицах времени, в системе СИ — в секундах (с). Период является величиной, обратной частоте колебаний $\text{f}$ (количеству колебаний в единицу времени): $T = 1/f$. Также период связан с циклической частотой $\omega$ соотношением $T = 2\pi/\omega$.

Ответ: Период колебаний — это время, за которое совершается одно полное колебание.