Номер 1737, страница 203 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

9 класс. Механические колебания и волны. 61. Колебания. Величины, характеризующие колебательное движение. Превращения энергии при колебаниях маятника. Резонанс. Волны. Скорость распространения волны - номер 1737, страница 203.

Решение.

а) потенциальную энергию;

Чтобы сообщить системе «пружинные весы – груз» потенциальную энергию и тем самым вызвать колебания, необходимо вывести ее из положения равновесия. Для этого следует подвесить груз на весы и дождаться, пока он остановится. Это будет положение равновесия. Затем нужно оттянуть груз рукой вниз на некоторое расстояние (или, наоборот, поднять вверх) и в этой точке отпустить его без толчка, то есть с нулевой начальной скоростью. В момент отпускания скорость груза равна нулю, поэтому его кинетическая энергия $E_k = \frac{mv^2}{2}$ также равна нулю. Однако пружина дополнительно растянута (или сжата) относительно положения равновесия, и система обладает максимальным запасом потенциальной энергии $E_p = \frac{kx^2}{2}$, где $\text{k}$ — жесткость пружины, а $\text{x}$ — начальное смещение. Эта потенциальная энергия начнет преобразовываться в кинетическую, и система придет в колебательное движение.

Ответ: Следует отвести груз, висящий на пружине, от положения равновесия и отпустить.

б) кинетическую энергию?

Чтобы сообщить системе кинетическую энергию и вызвать колебания, необходимо придать грузу, находящемуся в положении равновесия, начальную скорость. Сначала, как и в предыдущем случае, нужно дождаться, когда груз, подвешенный к весам, займет положение равновесия. В этой точке смещение $x=0$, и потенциальная энергия деформации пружины (отсчитываемая от положения равновесия) равна нулю. Затем следует резким, коротким толчком (ударом) в вертикальном направлении (вниз или вверх) сообщить грузу начальную скорость $v_0$. В этот момент система получит начальный запас энергии в виде кинетической энергии $E_k = \frac{mv_0^2}{2}$. Благодаря этой скорости груз начнет смещаться из положения равновесия, и в системе возникнут колебания, в ходе которых кинетическая энергия будет переходить в потенциальную и обратно.

Ответ: Следует ударить по грузу, находящемуся в положении равновесия, в вертикальном направлении.