Номер 2, страница 136 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Колебания и волны. Параграф 33. Резонанс. Вспомните - номер 2, страница 136.

Условие.

Какие колебания называют свободными?

Решение.

Свободными колебаниями называют колебания, которые совершаются в системе за счёт первоначально сообщённой энергии (например, после отклонения или толчка) при последующем отсутствии внешних периодических воздействий. Эти колебания происходят под действием внутренних сил самой системы, стремящихся вернуть её в положение устойчивого равновесия.

Основные характеристики свободных колебаний:
1. Причина возникновения: начальное отклонение системы от положения равновесия.
2. Движущие силы: внутренние силы системы (например, сила упругости пружины, сила тяжести у маятника). Внешние периодические силы отсутствуют.
3. Частота: колебания происходят на так называемой собственной частоте, которая определяется исключительно параметрами самой системы (массой, жёсткостью, длиной и т.д.).

В реальном мире свободные колебания всегда являются затухающими из-за наличия сил трения или сопротивления среды. Энергия системы постепенно расходуется на преодоление этих сил, и амплитуда колебаний уменьшается со временем до полного прекращения. В идеальной модели, где трение отсутствует, свободные колебания были бы незатухающими (гармоническими), то есть продолжались бы вечно с постоянной амплитудой. Уравнение идеальных свободных колебаний имеет вид $x(t) = A \cdot \cos(\omega_0 t + \phi)$, где $\omega_0$ - собственная циклическая частота.

Примеры свободных колебаний:
- Качели, которые раскачали один раз и отпустили.
- Колебания груза, подвешенного на пружине, после того как его оттянули и отпустили.
- Звучание струны музыкального инструмента после щипка.

Ответ: Свободными называют колебания, которые происходят в системе под действием только её внутренних сил после однократного выведения системы из положения равновесия.