Номер 2, страница 9, часть 3 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Авторы: Грачев А. В., Погожев В. А., Боков П. Ю., Вишнякова Е. А.

Тип: рабочая тетрадь

Издательство: Просвещение

Год издания: 2021 - 2025

Часть: 3

Цвет обложки: синий

ISBN: 978-5-09-098826-1 (ч.1) 978-5-09-098880-3 (ч.2) 978-5-09-098881-0 (ч.3)

Популярные ГДЗ в 9 классе

Часть 3. Глава 7. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 37. Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания - номер 2, страница 9.

№2 (с. 9)
Условие. №2 (с. 9)
скриншот условия
Физика, 9 класс рабочая тетрадь, авторы: Грачев Александр Васильевич, Погожев Владимир Александрович, Боков Павел Юрьевич, Вишнякова Екатерина Анатольевна, издательство Просвещение, Москва, 2021, Часть 3, страница 9, номер 2, Условие Физика, 9 класс рабочая тетрадь, авторы: Грачев Александр Васильевич, Погожев Владимир Александрович, Боков Павел Юрьевич, Вишнякова Екатерина Анатольевна, издательство Просвещение, Москва, 2021, Часть 3, страница 9, номер 2, Условие (продолжение 2)

2. На рис. 11 для нескольких моментов времени показаны силовые линии электрического поля в конденсаторе и линии индукции магнитного поля от катушки колебательного контура, в котором происходят свободные гармонические колебания. Под каждым из этих рисунков изобразите соответствующее с энергетической точки зрения положение грузика пружинного маятника, показанного на рис. 123, a-e учебника. Считайте, что в момент времени, соответствующий моменту на рис. 11, a, пружина маятника максимально сжата.

a

б $\leftarrow I_m$

в

г $\rightarrow I_m$

д

Рис. 11

Решение. №2 (с. 9)

В основе решения лежит аналогия между электромагнитными колебаниями в LC-контуре и механическими колебаниями пружинного маятника. Энергия электрического поля конденсатора $W_E = \frac{q^2}{2C}$ аналогична потенциальной энергии пружины $E_п = \frac{kx^2}{2}$, а энергия магнитного поля катушки $W_М = \frac{Li^2}{2}$ аналогична кинетической энергии груза $E_к = \frac{mv^2}{2}$. Максимально заряженный конденсатор соответствует максимальному смещению груза от положения равновесия (максимально сжатой или растянутой пружине), а максимальный ток в катушке — максимальной скорости груза при прохождении положения равновесия.

а
В этот момент времени конденсатор полностью заряжен, электрическое поле в нём максимально. Энергия колебательного контура сосредоточена в электрическом поле конденсатора ($W_E = W_{max}$), а энергия магнитного поля катушки равна нулю ($W_М = 0$), так как ток в контуре отсутствует ($i=0$).
По условию, этому состоянию соответствует пружинный маятник с максимально сжатой пружиной. Грузик находится в крайнем левом положении (смещение $x = -A$, где $A$ – амплитуда колебаний). Его скорость равна нулю ($v=0$). Вся энергия маятника является потенциальной энергией упругой деформации пружины ($E_п = E_{max}$), а кинетическая энергия грузика равна нулю ($E_к = 0$).
Ответ: Грузик пружинного маятника находится в крайнем левом положении (пружина максимально сжата), его скорость равна нулю.

б
Конденсатор полностью разряжен, электрическое поле отсутствует ($W_E = 0$). Ток в контуре достигает максимального значения ($i = I_m$), и вся энергия сосредоточена в магнитном поле катушки ($W_М = W_{max}$).
Это состояние соответствует прохождению грузиком маятника положения равновесия ($x=0$). Так как в предыдущий момент пружина была сжата, грузик движется вправо с максимальной скоростью ($v=v_{max}$). Потенциальная энергия пружины равна нулю ($E_п = 0$), а кинетическая энергия грузика максимальна ($E_к = E_{max}$).
Ответ: Грузик пружинного маятника проходит положение равновесия, двигаясь вправо с максимальной скоростью.

в
Конденсатор снова полностью заряжен, но полярность обкладок изменилась на противоположную. Электрическое поле максимально ($W_E = W_{max}$), а ток в контуре и энергия магнитного поля равны нулю ($i=0$, $W_М = 0$).
Это состояние соответствует достижению грузиком маятника крайнего правого положения ($x=+A$). Пружина максимально растянута. Скорость грузика в этот момент равна нулю ($v=0$). Вся энергия маятника снова является потенциальной ($E_п = E_{max}$), а кинетическая энергия равна нулю ($E_к = 0$).
Ответ: Грузик пружинного маятника находится в крайнем правом положении (пружина максимально растянута), его скорость равна нулю.

г
Конденсатор вновь полностью разряжен ($W_E = 0$). Ток в контуре максимален ($i = I_m$), но течет в направлении, противоположном случаю (б). Вся энергия опять сосредоточена в магнитном поле катушки ($W_М = W_{max}$).
Это состояние соответствует повторному прохождению грузиком положения равновесия ($x=0$), но на этот раз он движется влево, возвращаясь к исходному положению. Его скорость максимальна по модулю, но направлена влево ($v = -v_{max}$). Потенциальная энергия пружины равна нулю ($E_п = 0$), а кинетическая энергия максимальна ($E_к = E_{max}$).
Ответ: Грузик пружинного маятника проходит положение равновесия, двигаясь влево с максимальной скоростью.

д
Колебательный контур возвращается в свое первоначальное состояние. Конденсатор полностью заряжен с исходной полярностью обкладок. Энергия контура полностью сосредоточена в электрическом поле ($W_E = W_{max}$), а ток и энергия магнитного поля равны нулю ($W_М = 0$).
Это состояние идентично состоянию (а). Грузик маятника возвращается в крайнее левое положение ($x=-A$), максимально сжимая пружину. Его скорость становится равной нулю ($v=0$). Потенциальная энергия пружины снова максимальна ($E_п = E_{max}$), а кинетическая энергия равна нулю ($E_к = 0$).
Ответ: Грузик пружинного маятника находится в крайнем левом положении (пружина максимально сжата), его скорость равна нулю.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться

Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 9 класс, для упражнения номер 2 расположенного на странице 9 для 3-й части к рабочей тетради 2021 года издания для учащихся школ и гимназий.

Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №2 (с. 9), авторов: Грачев (Александр Васильевич), Погожев (Владимир Александрович), Боков (Павел Юрьевич), Вишнякова (Екатерина Анатольевна), 3-й части ФГОС (старый) учебного пособия издательства Просвещение.