Номер 4, страница 70 - гдз по физике 9 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

VI. Механические колебания и волны. Выполняем тест - номер 4, страница 70.

Условие.

4. Дойдя до положения наибольшего растяжения пружины, груз пружинного маятника движется в обратном направлении благодаря:

1) действию силы тяжести

2) действию силы упругости пружины

3) явлению инерции

4) максимальной амплитуде

Решение.

Решение

Когда груз пружинного маятника достигает положения наибольшего растяжения (самой нижней точки своей траектории), его скорость на мгновение становится равной нулю. В этот момент на него действуют две силы: сила тяжести, направленная вниз, и сила упругости пружины, направленная вверх.

В положении наибольшего растяжения деформация пружины максимальна. Согласно закону Гука, сила упругости ($F_{упр} = k \cdot \Delta x$) прямо пропорциональна удлинению пружины $\Delta x$. Следовательно, в этой точке сила упругости достигает своего максимального значения.

Эта максимальная сила упругости, направленная вверх, оказывается больше, чем постоянная по величине сила тяжести, направленная вниз. В результате равнодействующая всех сил, приложенных к грузу, направлена вверх. Согласно второму закону Ньютона, эта результирующая сила сообщает грузу ускорение, направленное вверх. Именно это ускорение заставляет груз, который на мгновение остановился, начать движение в обратном направлении — вверх, к положению равновесия.

Рассмотрим остальные варианты:

1. Действие силы тяжести: Сила тяжести направлена вниз и тормозит груз при движении вверх, а не заставляет его двигаться в этом направлении.

3. Явление инерции: Инерция — это свойство тела сохранять свою скорость. В крайней точке скорость равна нулю, и инерция не может быть причиной начала движения. Движение изменяется под действием силы.

4. Максимальная амплитуда: Амплитуда — это величина, описывающая колебания (максимальное смещение от положения равновесия), а не физическая причина, вызывающая движение.

Таким образом, причиной движения груза в обратном направлении является сила упругости пружины, которая в точке максимального растяжения превышает силу тяжести и действует как возвращающая сила.

Ответ: 2