Номер 1, страница 209, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 6. Механические колебания и волны. Параграф 51. Пружинный и математический маятники. Повторим изученное - номер 1, страница 209.

Условие.

• Что такое колебательная система?

Решение.

Колебательная система — это любая физическая система (механическая, электрическая, электромагнитная и т.д.), в которой при определенных условиях могут возникать и поддерживаться колебания. Колебания представляют собой процессы, которые в той или иной степени повторяются во времени.

Для того чтобы в системе могли происходить свободные (собственные) колебания, она должна обладать несколькими ключевыми свойствами:

1. Наличие положения устойчивого равновесия. Это такое состояние системы, при выведении из которого возникает внутренняя сила (или момент сил), стремящаяся вернуть систему обратно в это положение. Эту силу называют возвращающей. Например, для маятника на нити положением равновесия является нижняя точка траектории. При отклонении маятника от этого положения возникает составляющая силы тяжести, которая направлена обратно к положению равновесия.

2. Инертность. Тело или элемент системы, выведенный из положения равновесия, не останавливается при возвращении в него, а продолжает движение по инерции, проскакивая его. В механических системах инертность определяется массой тела, а в электромагнитных (например, в колебательном контуре) — индуктивностью катушки. Именно инертность заставляет систему "проскакивать" положение равновесия, создавая основу для повторения движения.

3. Низкая диссипация энергии. Чтобы колебания продолжались достаточно долго, потери энергии в системе (например, из-за трения, сопротивления воздуха или электрического сопротивления) должны быть малы. В идеальной колебательной системе без потерь энергии (консервативной системе) свободные колебания могут продолжаться бесконечно.

Во время колебаний происходит периодическое преобразование энергии. Например, в пружинном маятнике в точках максимального отклонения потенциальная энергия деформированной пружины максимальна, а кинетическая энергия груза равна нулю. При прохождении положения равновесия, наоборот, потенциальная энергия минимальна, а кинетическая энергия достигает своего максимума.

Примеры колебательных систем:

Механические системы:

• Математический маятник (груз на длинной невесомой нити).
• Пружинный маятник (груз, прикрепленный к пружине).
• Струна гитары или другого музыкального инструмента.
• Качели.

Электромагнитные системы:

• Колебательный контур — электрическая цепь, состоящая из катушки индуктивности ($\text{L}$) и конденсатора ($\text{C}$). В таком контуре происходят гармонические колебания заряда на обкладках конденсатора и силы тока в катушке.

Ответ: Колебательная система — это физическая система, способная совершать колебания около своего положения устойчивого равновесия. Основными условиями для возникновения свободных колебаний являются наличие возвращающей силы, стремящейся вернуть систему в положение равновесия, и инертности, позволяющей системе проходить это положение, продолжая движение.