Номер 2, страница 166 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Механика. 5. Динамика периодического движения. Параграф 36. Динамика свободных колебаний. Вопросы - номер 2, страница 166.

Условие.

2. Какие колебания называют свободными? Приведите примеры. В чём главная особенность систем, в которых происходят свободные колебания?

Решение.

Какие колебания называют свободными?
Свободными (или собственными) колебаниями называют колебания, которые происходят в системе под действием внутренних сил после того, как система была выведена из положения устойчивого равновесия. Эти колебания совершаются за счет первоначально сообщенной системе энергии и продолжаются без воздействия внешних периодических сил. В идеальных условиях (при отсутствии трения и сопротивления среды) свободные колебания были бы незатухающими, но в реальных системах они всегда являются затухающими из-за неизбежных потерь энергии.

Ответ: Свободные колебания — это колебания, совершаемые системой за счет начального запаса энергии под действием внутренних сил после выведения ее из положения устойчивого равновесия.

Приведите примеры.
Примерами систем, в которых происходят свободные колебания, являются:
1. Колебания груза, подвешенного на пружине (пружинный маятник), после его однократного смещения.
2. Колебания шарика на длинной нити (математический маятник) после его отклонения от положения равновесия.
3. Колебания струны гитары или рояля после того, как ее привели в движение (щипком или ударом).
4. Колебания заряда и силы тока в электрическом колебательном контуре (LC-контуре), состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, после зарядки конденсатора.

Ответ: Примеры свободных колебаний: колебания пружинного и математического маятников, колебания струны музыкального инструмента, колебания в LC-контуре.

В чём главная особенность систем, в которых происходят свободные колебания?
Главная особенность систем, в которых могут возникать и поддерживаться свободные колебания, заключается в одновременном наличии двух свойств:
1. Наличие положения устойчивого равновесия. При отклонении системы от этого положения в ней возникает внутренняя возвращающая сила, которая направлена к положению равновесия.
2. Инертность системы. Благодаря этому свойству (наличию массы в механических системах или индуктивности в электрических) система, возвращаясь под действием возвращающей силы к положению равновесия, не останавливается в нем, а проходит его по инерции, что и приводит к возникновению колебательного процесса.

Ответ: Главная особенность таких систем — это наличие положения устойчивого равновесия, при выведении из которого возникает возвращающая сила, а также наличие инертности.