Задание для развития, страница 7, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

Внимательно понаблюдайте за процессами, происходящими вокруг вас, и выделите из них механические колебания. Аргументируйте свои выводы.

Механические колебания — это движения, которые повторяются с определённой периодичностью около положения устойчивого равновесия. Они возникают, когда на тело, выведенное из этого положения, действует возвращающая сила, направленная обратно к положению равновесия. Рассмотрим несколько примеров из окружающей жизни.

Пример 1: Качели на детской площадке

Если человека на качелях отклонить от самого нижнего положения (положения равновесия) и отпустить, он начнёт двигаться вперёд и назад. Это движение является периодическим, так как оно повторяется через определённый промежуток времени (период колебаний). Положением равновесия здесь служит самая нижняя точка траектории, где качели висели бы в состоянии покоя. Возвращающей силой является составляющая силы тяжести, которая всегда направлена к этому положению равновесия и заставляет качели двигаться к нему.

Ответ: Движение качелей является механическим колебанием, так как это периодическое движение около положения равновесия, происходящее под действием возвращающей силы.

Пример 2: Колебания ветки дерева на ветру

Ветка дерева, раскачивающаяся на ветру, также совершает механические колебания. Её положение равновесия — это то положение, которое она занимает в безветренную погоду. Порывы ветра (внешняя сила) выводят её из этого состояния. Силы упругости, возникающие в древесине при изгибе, действуют как возвращающая сила, стремясь вернуть ветку в исходное положение. Движение является колебательным, хотя и не строго периодическим из-за неравномерности ветра. Такие колебания называют вынужденными.

Ответ: Колебания ветки на ветру — это пример вынужденных механических колебаний, так как ветка совершает повторяющиеся движения около положения равновесия под действием внешней силы (ветра) и внутренней возвращающей силы упругости.

Пример 3: Вибрация струны гитары

Когда музыкант дёргает струну гитары, она начинает быстро вибрировать, создавая звук. Это движение — классический пример механических колебаний. Прямолинейное, натянутое состояние струны — это её положение равновесия. При отклонении от этого положения сила натяжения струны создаёт возвращающую силу, которая заставляет её двигаться обратно к центру. Это движение повторяется с очень высокой частотой, что и порождает звуковую волну.

Ответ: Вибрация струны гитары — это механические колебания, поскольку это быстрое, периодическое движение материального объекта (струны) около положения равновесия, обусловленное действием возвращающей силы натяжения.