Номер 2, страница 60, часть 2 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 6. Механические колебания и волны. Параграф 34. Механические волны - номер 2, страница 60.

Условие.

2. На рис. 30 показаны положения в некоторый момент времени 17 точек шнура, по которому распространяется упругая волна. Выполните задания и ответьте на вопросы.

Рис. 30

а) Распространение какой волны представлено на рисунке: продольной или поперечной?

б) Отметьте на оси X расстояние, на которое распространяется волна за один период колебаний.

в) Укажите номера точек шнура, которые в данный момент времени:

– покоятся _____

– имеют максимальную по модулю скорость _____

г) Считая, что волна распространяется в положительном направлении оси X, укажите на рисунке цветными стрелками направления движения точек шнура с номерами 2, 4, 6, 8. Синими стрелками отметьте направления движения тех точек шнура, проекции скоростей которых на ось Y положительны; красными стрелками – точек шнура, проекции скоростей которых на ось Y отрицательны.

Решение.

а) Распространение какой волны представлено на рисунке: продольной или поперечной?

На рисунке видно, что колебания точек шнура происходят по вертикали (вдоль оси Y), а волна распространяется по горизонтали (вдоль оси X). Волна, в которой колебания частиц среды происходят в направлении, перпендикулярном направлению её распространения, называется поперечной.

Ответ: поперечной.

б) Отметьте на оси Х расстояние, на которое распространяется волна за один период колебаний.

Расстояние, которое волна проходит за время, равное одному периоду колебаний, называется длиной волны ($ \lambda $). Это расстояние между двумя ближайшими точками, колеблющимися в одинаковой фазе. На рисунке это, например, расстояние между двумя соседними гребнями (точки 1 и 9) или двумя соседними впадинами (точки 5 и 13).

Ответ: расстояние, равное длине волны $ \lambda $, например, расстояние между точками 1 и 9.

в) Укажите номера точек шнура, которые в данный момент времени:

– покоятся

В поперечной волне точки среды имеют нулевую скорость в моменты достижения ими максимального смещения от положения равновесия (в крайних точках траектории). На графике это гребни и впадины волны.

Ответ: 1, 5, 9, 13, 17.

– имеют максимальную по модулю скорость

Максимальную по модулю скорость точки среды имеют в момент прохождения положения равновесия ($ Y=0 $).

Ответ: 3, 7, 11, 15.

г) Считая, что волна распространяется в положительном направлении оси Х, укажите на рисунке цветными стрелками направления движения точек шнура с номерами 2, 4, 6, 8. Синими стрелками отметьте направления движения тех точек шнура, проекции скоростей которых на ось Y положительны; красными стрелками — точек шнура, проекции скоростей которых на ось Y отрицательны.

Чтобы определить направление скорости движения точек, можно мысленно сдвинуть профиль волны немного вправо (в направлении её распространения) и посмотреть, куда сместятся интересующие нас точки.

• Точка 2 находится на переднем склоне гребня. При смещении волны вправо она будет двигаться вверх. Проекция её скорости на ось Y положительна (синяя стрелка).
• Точка 4 находится на заднем склоне гребня. При смещении волны вправо она будет двигаться вниз. Проекция её скорости на ось Y отрицательна (красная стрелка).
• Точка 6 находится на заднем склоне впадины. При смещении волны вправо она будет двигаться вверх. Проекция её скорости на ось Y положительна (синяя стрелка).
• Точка 8 находится на переднем склоне следующего гребня. При смещении волны вправо она будет двигаться вверх. Проекция её скорости на ось Y положительна (синяя стрелка).

Ответ: для точек 2, 6, 8 направление движения — вверх (проекция скорости на ось Y положительна, синие стрелки); для точки 4 направление движения — вниз (проекция скорости на ось Y отрицательна, красная стрелка).