Номер 9, страница 34, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

*9. Приведите примеры автоколебаний.

*9. Автоколебания – это незатухающие колебания, которые могут существовать в диссипативной (теряющей энергию) системе за счет поступления энергии от постоянного, неколебательного источника. Принципиальное отличие автоколебаний состоит в том, что система сама управляет процессом поступления энергии. Амплитуда и частота таких колебаний определяются внутренними свойствами самой системы, а не начальными условиями.

Любая автоколебательная система состоит из трех основных частей:

1. Колебательная система (например, маятник, колебательный контур).

2. Источник энергии (например, заведенная пружина, батарея).

3. Устройство обратной связи (клапан), которое регулирует подачу энергии от источника к колебательной системе в нужные моменты времени.

Примеры автоколебаний:

1. Механические часы с маятником.

В таких часах колебательной системой является маятник. Источником энергии служит поднятая гиря или заведенная пружина. Роль устройства обратной связи выполняет анкерный механизм, который в нужный момент (когда маятник проходит положение равновесия) дает ему небольшой толчок, компенсируя потери энергии на трение в подвесе и сопротивление воздуха. Период колебаний определяется почти исключительно длиной маятника.

2. Электронный генератор незатухающих колебаний.

Колебательной системой в нем является LC-контур (катушка индуктивности $\text{L}$ и конденсатор $\text{C}$). Источником энергии — источник постоянного тока. Роль клапана выполняет активный элемент, например, транзистор, который, усиливая сигнал, подает часть энергии от источника обратно в контур в нужной фазе, чтобы скомпенсировать потери на активном сопротивлении. Частота генерируемых колебаний определяется параметрами контура: $f \approx \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$.

3. Колебания струны под действием смычка.

При игре на скрипке смычок, движущийся с постоянной скоростью, является источником энергии. Струна — колебательная система. Из-за того, что сила трения покоя больше силы трения скольжения, струна периодически то "прилипает" к смычку и отклоняется вместе с ним, то "срывается" и скользит в обратную сторону. Этот повторяющийся цикл "прилипания-срыва" и есть автоколебания.

4. Сердцебиение.

Работа сердца — это сложный биофизический автоколебательный процесс. В сердце есть так называемый синусовый узел (водитель ритма), который генерирует периодические электрические импульсы. Эти импульсы заставляют сердечную мышцу ритмично сокращаться. Энергию для этого процесса поставляют биохимические реакции в клетках организма.

5. Электрический звонок.

В электрическом звонке постоянный ток от источника питает электромагнит, который притягивает якорь с молоточком. Двигаясь, якорь размыкает контакт, прерывая цепь. Магнитное поле исчезает, и пружина возвращает якорь в исходное положение. Контакт замыкается вновь, и цикл повторяется. Молоточек при этом периодически ударяет по чаше звонка.

Ответ: Примерами автоколебаний являются: работа механических часов, игра на смычковых инструментах, работа электронных генераторов, сердцебиение, работа электрического звонка, пение птиц, скрип двери.