Номер 4, страница 121 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Авторы: Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Чаругин В. М.
Тип: Учебник
Серия: классический курс
Издательство: Просвещение
Год издания: 2019 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: синий
ISBN: 978-5-09-087659-9
Допущено Министерством просвещения Российской Федерации
Популярные ГДЗ в 11 классе
Вопросы к параграфу. Параграф 29. Волновые явления. Характеристики волны. Глава 5. Механические волны - номер 4, страница 121.
№4 (с. 121)
Условие. №4 (с. 121)
скриншот условия

4. Что определяет амплитуду колебаний шаров в рассмотренной модели?
Решение. №4 (с. 121)

Решение 2. №4 (с. 121)
4. Амплитуда колебаний — это максимальное смещение колеблющегося тела (в данном случае, шара) от положения равновесия. В рассматриваемой модели (предполагается, что это идеальная колебательная система без затухания, например, пружинный или математический маятник) амплитуда определяется полной механической энергией, сообщенной системе в начальный момент времени.
Полная механическая энергия $E$ системы, состоящая из кинетической энергии $E_к$ и потенциальной энергии $E_п$, сохраняется в процессе колебаний, если пренебречь силами трения и сопротивления среды: $E = E_к + E_п = \text{const}$.
В крайних точках траектории, когда смещение от положения равновесия максимально и равно амплитуде $A$, скорость шара становится равной нулю. В этот момент вся энергия системы является потенциальной ($E = E_{п,макс}$). Например, для пружинного маятника полная энергия выражается через амплитуду как $E = \frac{1}{2}kA^2$, где $k$ — жесткость пружины. Для математического маятника при малых углах отклонения полная энергия связана с угловой амплитудой $\theta_{max}$ как $E \approx \frac{1}{2}mgL\theta_{max}^2$, где $m$ - масса, $g$ - ускорение свободного падения, $L$ - длина подвеса.
Таким образом, амплитуда колебаний напрямую зависит от начальных условий, которые и задают полную энергию системы. Это может быть:
1. Начальное смещение: Если шар отклонить от положения равновесия на некоторое расстояние и отпустить без начальной скорости, то это расстояние и будет амплитудой колебаний.
2. Начальная скорость: Если шару в положении равновесия сообщить некоторую начальную скорость, он будет колебаться с амплитудой, которая определяется этой скоростью, так как вся начальная кинетическая энергия в крайней точке перейдет в потенциальную.
3. Комбинация начального смещения и начальной скорости: В общем случае, полная энергия $E = \frac{1}{2}kx_0^2 + \frac{1}{2}mv_0^2$ (для пружинного маятника) определяет амплитуду $A = \sqrt{x_0^2 + \frac{m}{k}v_0^2}$.
Следовательно, амплитуда колебаний не зависит от внутренних характеристик самой системы, таких как масса шара, жесткость пружины или длина нити маятника (эти параметры определяют период или частоту колебаний), а определяется исключительно количеством энергии, переданной системе при возбуждении колебаний.
Ответ: Амплитуда колебаний шаров в рассматриваемой модели определяется начальными условиями: начальным смещением и/или начальной скоростью. Эти условия сообщают системе определенный запас полной механической энергии, которая в идеальной системе без трения остается постоянной и однозначно определяет максимальное отклонение шара от положения равновесия.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 11 класс, для упражнения номер 4 расположенного на странице 121 к учебнику серии классический курс 2019 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №4 (с. 121), авторов: Мякишев (Генадий Яковлевич), Буховцев (Борис Борисович), Чаругин (Виктор Максимович), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.