Номер 2.5, страница 139 - гдз по физике 8-11 класс учебник, задачник Гельфгат, Генденштейн

Тесты. Второй уровень - номер 2.5, страница 139.

Условие.

Т 2.5. По шнуру бежит вправо поперечная гармоническая волна. Как направлены скорости точек шнура A, B, C, D в момент, изображенный на рисунке?

А. Скорости всех точек направлены вправо.

Б. Скорости точек A и B направлены вниз, скорости точек C и D — вверх.

В. Скорости точек B и D равны нулю, скорость точки A направлена вниз, скорость точки C — вверх.

Г. Скорости точек A и C равны нулю, скорость точки B направлена вверх, скорость точки D — вниз.

Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

Решение.

Решение 2.

В поперечной гармонической волне частицы среды (в данном случае — точки шнура) совершают гармонические колебания в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны. Так как волна движется вправо, точки шнура колеблются вертикально — вверх и вниз.

Чтобы определить направление скорости движения точек в показанный на рисунке момент, можно воспользоваться правилом: любая точка на волне будет повторять движение точки, находящейся слева от нее, но с некоторым запаздыванием.

Проанализируем движение каждой из указанных точек.

Точки A и C
Точка A находится на гребне волны, а точка C — во впадине. Это положения максимального смещения частиц из положения равновесия. В этих крайних точках траектории частица на мгновение останавливается, чтобы изменить направление своего движения. Следовательно, их мгновенные скорости равны нулю: $v_A = 0$ и $v_C = 0$.

Точка B
Эта точка проходит положение равновесия. Точки шнура, расположенные непосредственно слева от точки B, имеют положительное смещение (находятся выше оси равновесия). Так как волна движется вправо, точка B будет повторять их движение, то есть начнет смещаться вверх. Таким образом, скорость точки B направлена вверх.

Точка D
Эта точка также проходит положение равновесия. Точки шнура, расположенные непосредственно слева от точки D, имеют отрицательное смещение (находятся ниже оси равновесия). Следовательно, точка D будет повторять их движение и начнет смещаться вниз. Таким образом, скорость точки D направлена вниз.

Соберем полученные результаты:
- Скорость точки A равна нулю.
- Скорость точки B направлена вверх.
- Скорость точки C равна нулю.
- Скорость точки D направлена вниз.

Сравнивая этот вывод с предложенными вариантами, мы видим, что он полностью совпадает с вариантом Г.

Ответ: Г. Скорости точек А и С равны нулю, скорость точки В направлена вверх, скорость точки D — вниз.