Номер 4, страница 170, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механические явления. Глава IV. Механические колебания и волны. Параграф 21. Механические колебания - номер 4, страница 170.

Условие.

4. Чем отличаются состояния груза при двух последовательных прохождениях положения равновесия?

Решение.

Положение равновесия — это точка, в которой результирующая сила, действующая на колеблющийся груз, равна нулю. Согласно второму закону Ньютона, ускорение груза в этой точке также равно нулю. При прохождении положения равновесия потенциальная энергия груза минимальна, а его кинетическая энергия, и, следовательно, модуль скорости (скорость), максимальны.

Рассмотрим колебательное движение груза. Пройдя положение равновесия в одном направлении, груз движется до крайней точки, на мгновение останавливается, а затем начинает движение в обратном направлении. При возвращении он снова проходит положение равновесия, но уже двигаясь в противоположную сторону.

Таким образом, хотя в моменты двух последовательных прохождений положения равновесия координата, модуль скорости, кинетическая и потенциальная энергии, а также ускорение (которое равно нулю) груза одинаковы, его состояния различаются. Ключевое отличие заключается в направлении движения. Вектор скорости при втором прохождении будет направлен противоположно вектору скорости при первом прохождении. Если при первом прохождении скорость груза была $\vec{v}$, то при втором она будет $-\vec{v}$. То же самое относится и к вектору импульса $\vec{p} = m\vec{v}$, который также будет направлен в противоположную сторону.

Ответ: Состояния груза при двух последовательных прохождениях положения равновесия отличаются направлением векторов скорости и импульса. Эти векторы в указанные моменты времени направлены в противоположные стороны.