Номер 36.9, страница 134 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 36. Волны. Глава 5. Механические колебания и волны - номер 36.9, страница 134.

36.9 [Д. 109] Известно, что в жидкостях распространяются только продольные волны. Почему же тогда рыболовный поплавок совершает колебания в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны?

Утверждение о том, что в жидкостях могут распространяться только продольные волны, является верным, но оно относится к волнам в объеме жидкости (например, к звуковым волнам). Это связано с тем, что жидкости, в отличие от твердых тел, практически не обладают упругостью сдвига, то есть не сопротивляются изменению формы. Для распространения поперечных волн необходимо наличие сил, возвращающих частицы среды в положение равновесия при их смещении перпендикулярно волне, а в объеме жидкости таких сил нет.

Однако волны, которые мы наблюдаем на поверхности воды и которые заставляют поплавок колебаться, являются поверхностными волнами. Они возникают на границе двух сред (воды и воздуха), и их природа более сложная. На движение частиц на поверхности влияют не только силы давления, но и сила тяжести, и силы поверхностного натяжения.

В результате действия этих сил частицы воды в поверхностной волне движутся не строго вдоль или поперек направления распространения волны, а по круговым или эллиптическим траекториям в вертикальной плоскости. Таким образом, движение каждой частицы представляет собой комбинацию (суперпозицию) продольного (вперед-назад) и поперечного (вверх-вниз) колебаний.

Рыболовный поплавок, находясь на поверхности воды, просто следует этому сложному движению частиц воды. Его колебания вверх-вниз, которые мы наблюдаем, и есть та самая поперечная составляющая поверхностной волны. Эта составляющая движения направлена перпендикулярно направлению распространения волны по поверхности водоема.

Ответ: Утверждение о распространении только продольных волн справедливо для волн в объеме жидкости, а не на ее поверхности. Рыболовный поплавок колеблется на поверхностных волнах. Эти волны являются комбинацией продольных и поперечных колебаний, в результате чего частицы воды (и поплавок вместе с ними) движутся по круговым или эллиптическим траекториям. Вертикальная составляющая этого движения, перпендикулярная направлению распространения волны, и вызывает наблюдаемые колебания поплавка.