Номер 4, страница 219, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 6. Механические колебания и волны. Параграф 53. Гармонические колебания. Вопросы и задания - номер 4, страница 219.

Условие.

4. Изменится ли период колебаний математического маятника, если его установить на тележку, которая движется равномерно и прямолинейно? Обоснуйте свой ответ.

Решение.

Решение

Нет, период колебаний математического маятника не изменится. Обоснуем это утверждение.

Период колебаний математического маятника определяется по формуле: $T = 2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}$, где $\text{l}$ – это длина подвеса маятника, а $\text{g}$ – ускорение свободного падения.

Из формулы видно, что период колебаний зависит только от длины маятника и ускорения свободного падения. Тележка, которая движется равномерно и прямолинейно, является инерциальной системой отсчета. Согласно принципу относительности Галилея, все механические явления во всех инерциальных системах отсчета протекают одинаково.

Поскольку движение тележки происходит без ускорения ($a=0$), на маятник не действуют дополнительные силы инерции, которые могли бы изменить эффективное значение ускорения свободного падения. Таким образом, ускорение, определяющее возвращающую силу для маятника, остается равным $\text{g}$.

Так как ни длина маятника $\text{l}$, ни ускорение свободного падения $\text{g}$ в данной системе отсчета не изменяются, то и период колебаний $\text{T}$ останется прежним.

Ответ: Период колебаний математического маятника не изменится, так как тележка, движущаяся равномерно и прямолинейно, является инерциальной системой отсчета, в которой на маятник не действуют силы инерции, и параметры, определяющие период ($\text{l}$ и $\text{g}$), остаются неизменными.