Номер 35.41, страница 133 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 35. Колебания. Глава 5. Механические колебания и волны - номер 35.41, страница 133.

35.41 [886] Как изменяется амплитуда и какие превращения претерпевает энергия при колебаниях:

дерева при одиночном порыве ветра;

автомобиля при работе двигателя на холостом ходу;

коромысла весов при взвешивании?

дерева при одиночном порыве ветра

Колебания дерева, вызванные одиночным порывом ветра, представляют собой свободные затухающие колебания. Порыв ветра сообщает дереву начальный запас механической энергии, выводя его из положения равновесия. После прекращения действия ветра дерево колеблется под действием внутренних сил упругости. Из-за сопротивления воздуха и внутреннего трения в древесине амплитуда $A$ колебаний со временем уменьшается до нуля. Полная механическая энергия колебательной системы $E$, пропорциональная квадрату амплитуды ($E \propto A^2$), постепенно рассеивается, превращаясь во внутреннюю энергию (тепло) самого дерева и окружающего воздуха.

Ответ: Амплитуда колебаний уменьшается. Механическая энергия переходит во внутреннюю. Это затухающие колебания.

автомобиля при работе двигателя на холостом ходу

Вибрация автомобиля при работающем на холостом ходу двигателе — это пример вынужденных колебаний. Двигатель создает периодическую вынуждающую силу, которая поддерживает эти колебания. В установившемся режиме амплитуда колебаний остается постоянной. Это объясняется тем, что приток энергии от двигателя за один период колебаний полностью компенсирует потери энергии за тот же период из-за трения в деталях и сопротивления воздуха. Происходит непрерывное преобразование энергии: химическая энергия топлива в двигателе переходит в механическую энергию колебаний кузова, которая, в свою очередь, постоянно рассеивается, переходя во внутреннюю энергию (нагрев) и энергию звуковых волн.

Ответ: Амплитуда колебаний постоянна. Энергия от двигателя непрерывно компенсирует потери энергии на трение, которая переходит во внутреннюю и звуковую энергию. Это вынужденные колебания.

коромысла весов при взвешивании

Колебания коромысла весов при взвешивании являются свободными затухающими колебаниями. Когда на чашу весов помещают груз, система выводится из положения равновесия и начинает колебаться около него. Силы трения в опоре коромысла и сопротивление воздуха являются диссипативными силами, которые вызывают затухание. В результате амплитуда колебаний постепенно уменьшается, и коромысло в итоге останавливается в положении равновесия. Начальная механическая энергия системы, полученная при смещении, в процессе колебаний постепенно расходуется на работу сил трения и превращается во внутреннюю энергию (тепло) деталей весов и окружающего воздуха.

Ответ: Амплитуда колебаний уменьшается. Механическая энергия переходит во внутреннюю. Это затухающие колебания.