Номер 5, страница 73 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 16. Затухающие и вынужденные колебания. Резонанс. Глава 3. Механические колебания - номер 5, страница 73.

Условие.

5. При каком условии резонансные свойства колебательной системы проявляются отчётливо?

Решение.

Решение 2.

5. Резонанс — это явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наблюдается, когда частота внешней (вынуждающей) силы совпадает с собственной частотой колебательной системы. Однако то, насколько «отчётливо» проявляется это явление, напрямую зависит от величины затухания в системе.

Основное условие для возникновения резонанса — это равенство частоты вынуждающей силы $ \nu $ и собственной частоты системы $ \nu_0 $:

$ \nu = \nu_0 $

Чтобы резонансные свойства проявлялись отчётливо, необходимо дополнительное условие: затухание в колебательной системе должно быть очень малым.

Затухание — это процесс потери энергии системой из-за сил трения или сопротивления. Его влияние на резонанс следующее:

• При малом затухании потери энергии незначительны. Когда частота вынуждающей силы приближается к собственной частоте, энергия в системе эффективно накапливается, что приводит к очень большому, пиковому росту амплитуды. График зависимости амплитуды от частоты (резонансная кривая) имеет высокий и узкий («острый») пик. Именно такой резонанс называют отчётливым.
• При большом затухании значительная часть энергии, получаемой системой, быстро рассеивается. В результате рост амплитуды при резонансе оказывается гораздо менее выраженным. Резонансная кривая становится низкой и широкой («размытой»), а само явление резонанса — слабо выраженным.

Для количественной оценки «отчётливости» резонанса используют физическую величину, называемую добротностью ($Q$-фактор). Добротность системы тем выше, чем меньше в ней затухание. Высокая добротность соответствует отчётливому, острому резонансу.

Ответ: Резонансные свойства колебательной системы проявляются отчётливо при условии, что затухание (силы трения, сопротивления) в этой системе очень мало. При этом должно выполняться и основное условие резонанса: частота вынуждающей силы должна быть равна собственной частоте колебаний системы.