Номер ?5, страница 253, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 6. Механические колебания и волны. Параграф 61. Лабораторные и исследовательские работы. Вопросы для обсуждения - номер ?5, страница 253.

Условие.

Почему в квартире начинают дрожать стёкла, если по улице проезжает тяжёлая автомашина?

Решение.

Дрожание стёкол в квартире при проезде тяжёлой автомашины объясняется явлением резонанса и передачей вибраций через различные среды.

1. Источник и передача колебаний. Тяжёлый автомобиль (грузовик, автобус) при движении создаёт низкочастотные механические колебания. Эти колебания распространяются двумя основными путями:

• Через землю: Масса автомобиля оказывает давление на дорогу, создавая вибрации в грунте. Эти вибрации распространяются по земле, достигают фундамента здания и передаются по его несущим конструкциям (стенам, перекрытиям) к оконным рамам и стёклам.
• Через воздух: Работающий двигатель, выхлопная система и контакт шин с дорогой создают мощные звуковые волны, в основном низкой частоты (инфразвук). Эти звуковые волны, представляющие собой колебания давления воздуха, достигают окон и воздействуют на стёкла.

2. Явление резонанса. У любого упругого тела, в том числе и у оконного стекла, есть своя собственная частота колебаний. Это частота, с которой тело предпочитает колебаться. Когда частота вынужденных колебаний, создаваемых автомобилем, совпадает или становится очень близкой к собственной частоте колебаний стекла, возникает явление резонанса.

При резонансе происходит резкое увеличение амплитуды (размаха) колебаний. Даже незначительные по силе, но периодические воздействия с резонансной частотой могут раскачать стекло до такой степени, что оно начинает заметно дрожать и издавать дребезжащий звук. Именно поэтому эффект наиболее заметен от тяжёлой техники, которая генерирует мощные низкочастотные вибрации, часто совпадающие с собственными частотами больших оконных стёкол.

Ответ: Тяжёлая автомашина является источником низкочастотных колебаний, которые передаются через грунт и воздух к зданию. Если частота этих колебаний совпадает с собственной частотой колебаний оконных стёкол, возникает резонанс, который приводит к резкому увеличению амплитуды колебаний, что воспринимается как сильное дрожание и дребезг.