Номер 9, страница 201 - гдз по физике 9 класс учебник Грачев, Погожев

Глава 6. Механические колебания и волны. Параграф 31. Механические колебания. Вопросы - номер 9, страница 201.

Условие.

9. Какие колебания называют гармоническими? Приведите примеры таких колебаний.

Решение.

Какие колебания называют гармоническими? Приведите примеры таких колебаний.

Гармоническими колебаниями называют такие периодические колебания, при которых физическая величина (например, смещение, скорость, напряжение) изменяется со временем по закону синуса или косинуса.

Уравнение гармонических колебаний имеет вид:$x(t) = A \cdot \cos(\omega t + \phi_0)$

где:

• $x(t)$ — смещение колеблющейся величины от положения равновесия в момент времени $\text{t}$;
• $\text{A}$ — амплитуда колебаний, то есть максимальное значение смещения;
• $\omega$ — циклическая (или круговая) частота колебаний;
• $(\omega t + \phi_0)$ — фаза колебаний в момент времени $\text{t}$;
• $\phi_0$ — начальная фаза колебаний (в момент времени $t=0$).

Особенностью гармонических колебаний является то, что они происходят под действием возвращающей силы, которая прямо пропорциональна смещению тела из положения равновесия и направлена в сторону, противоположную смещению (например, сила упругости по закону Гука: $F_{упр} = -kx$).

Примеры гармонических колебаний:

• Колебания груза, подвешенного на идеальной пружине (пружинный маятник).
• Малые колебания математического маятника (материальной точки, подвешенной на невесомой нерастяжимой нити).
• Колебания камертона после удара.
• Колебания силы тока и напряжения в идеальном колебательном контуре (состоящем из катушки индуктивности и конденсатора, без активного сопротивления).
• Колебания молекул и атомов в кристаллической решетке твердого тела около их положений равновесия.

Важно отметить, что многие колебательные процессы в природе и технике можно считать гармоническими лишь приближенно, как правило, при малых амплитудах колебаний.

Ответ: Гармонические колебания — это колебания, при которых физическая величина изменяется со временем по синусоидальному или косинусоидальному закону. Примерами являются колебания груза на пружине, малые колебания математического маятника, колебания тока в идеальном LC-контуре.