Номер 9, страница 219 - гдз по физике 9 класс учебник Грачев, Погожев

Глава 6. Механические колебания и волны. Параграф 34. Механические волны. Вопросы - номер 9, страница 219.

Условие.

9. Почему в жидкостях и газах упругие волны могут быть только продольными?

Решение.

Решение

Для того чтобы понять, почему в жидкостях и газах могут существовать только продольные упругие волны, необходимо рассмотреть природу поперечных и продольных волн и свойства различных сред.

1. Поперечные волны представляют собой колебания частиц среды, происходящие перпендикулярно направлению распространения волны. Для возникновения и распространения таких волн требуется, чтобы среда обладала упругостью формы, или упругостью сдвига. Это означает, что при смещении одного слоя среды относительно другого должны возникать силы, стремящиеся вернуть смещенные слои в исходное положение. Такой упругостью обладают твердые тела, поскольку их атомы или молекулы занимают фиксированные положения в кристаллической решетке или аморфной структуре и прочно связаны друг с другом.

2. Продольные волны — это колебания частиц среды, происходящие вдоль направления распространения волны. Они представляют собой чередующиеся области сжатия и разрежения. Для их существования необходимо, чтобы среда обладала объемной упругостью, то есть способностью сопротивляться изменению объема.

Жидкости и газы — это текучие среды. Их ключевое отличие от твердых тел заключается в том, что их молекулы не связаны жестко и могут свободно перемещаться друг относительно друга. Вследствие этого жидкости и газы практически не обладают упругостью формы (упругостью сдвига). При попытке сдвинуть один слой жидкости или газа относительно другого не возникает возвращающей упругой силы, а происходит течение. Поэтому поперечные волны, требующие именно упругости сдвига, не могут распространяться в толще жидкостей и газов.

Однако и жидкости, и газы обладают объемной упругостью. Они сопротивляются сжатию: при уменьшении объема их давление возрастает, что создает упругую силу, стремящуюся восстановить первоначальный объем. Именно это свойство позволяет распространяться в них продольным волнам, таким как звуковые волны.

Ответ: В жидкостях и газах упругие волны могут быть только продольными, поскольку эти среды обладают объемной упругостью (сопротивляются сжатию), необходимой для продольных волн, но из-за своей текучести не обладают упругостью сдвига (формы), которая требуется для распространения поперечных волн.