Номер 1, страница 35, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

1. Вынужденные колебания под внешним воздействием могут совершать даже тела, которые не являются колебательными системами. Рассмотрите рисунки 4.5 (а, б, в, г,) и расскажите, какие вынужденные колебания происходят на них. Назовите вынуждающую силу в каждом случае.

Приведите еще несколько примеров вынужденных колебаний.

Рис. 4.5. Примеры вынужденных колебаний

а) На рисунке изображен поршень в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. Поршень совершает вынужденные колебания (возвратно-поступательное движение) вверх и вниз. Вынуждающей силой является периодически изменяющаяся сила давления газов, которые образуются в результате сгорания топливно-воздушной смеси. Эта сила толкает поршень вниз, а затем инерция и кривошипно-шатунный механизм возвращают его в исходное положение для нового цикла.

Ответ: Вынуждающая сила – это сила давления расширяющихся газов от сгорания топлива.

б) На рисунке показана игла швейной машины. Игла совершает быстрые вынужденные колебания в вертикальном направлении, прокалывая ткань. Эти колебания вызываются работой электродвигателя машины, который через сложный механизм (обычно кривошипно-шатунный) преобразует вращательное движение в поступательное движение иглы.

Ответ: Вынуждающая сила – это сила, передаваемая от электродвигателя машины через механическую передачу.

в) На рисунке человек накачивает колесо велосипеда ручным насосом. Рука человека совершает вынужденные колебания, двигая поршень насоса вперед и назад. Вынуждающей силой в данном случае является мышечная сила руки человека, которая прикладывается периодически.

Ответ: Вынуждающая сила – это периодически прикладываемая мышечная сила руки.

г) На рисунке изображен корабль, плывущий по волнам. Корабль испытывает качку – то есть совершает вынужденные колебания (поднимается, опускается, наклоняется из стороны в сторону). Вынуждающей силой является сила воздействия морских волн, которые периодически ударяют в корпус корабля и передают ему свою энергию.

Ответ: Вынуждающая сила – это сила воздействия волн на корпус корабля.

Примеры других вынужденных колебаний:

1. Колебания качелей, которые раскачивает человек. Вынуждающей силой являются периодические толчки, которые сообщает человек качелям.

2. Вибрация мобильного телефона. Внутри телефона находится маленький моторчик с эксцентриком (грузом, смещенным от оси вращения). При вращении этого груза возникает периодическая сила, заставляющая корпус телефона вибрировать.

3. Колебания струны гитары под действием электромагнитного звукоснимателя в электрогитаре или под действием смычка (у скрипки). Вынуждающая сила – это переменное магнитное поле или сила трения смычка.

4. Колебания диффузора динамика. Переменный электрический ток, протекающий через катушку, создает переменное магнитное поле, которое взаимодействует с постоянным магнитом, заставляя диффузор совершать колебания с частотой звука.