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


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.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы 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.