Номер 1, страница 144 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Колебания и волны. Параграф 34. Механические волны. Вопросы - номер 1, страница 144.

Условие.

1. Чем отличаются упругие волны от волн на поверхности жидкости?

Решение.

Чем отличаются упругие волны от волн на поверхности жидкости?

Упругие волны и волны на поверхности жидкости, несмотря на то что оба являются процессами распространения колебаний, имеют несколько фундаментальных отличий, которые касаются природы сил, вызывающих колебания, области распространения волн и характера движения частиц среды.

Природа возвращающей силы

Основное отличие заключается в силе, которая стремится вернуть смещенные частицы среды в положение равновесия. В упругих волнах такой силой является сила упругости. Она возникает из-за межмолекулярного взаимодействия при деформации (сжатии, растяжении, сдвиге) среды. В волнах на поверхности жидкости возвращающая сила имеет другую природу. Для длинных волн (их называют гравитационными) это в основном сила тяжести, которая стремится вернуть приподнятые участки жидкости к среднему уровню. Для коротких волн (капиллярные волны или рябь) основной вклад вносит сила поверхностного натяжения, которая стремится минимизировать площадь свободной поверхности жидкости.

Область распространения

Упругие волны (например, звуковые) являются объемными. Они распространяются во всем объеме среды (твердого тела, жидкости или газа). Волны на поверхности жидкости являются поверхностными. Они распространяются только вдоль границы раздела двух сред (например, воды и воздуха), и их амплитуда быстро затухает с глубиной.

Характер движения частиц

Упругие волны могут быть продольными (колебания частиц происходят вдоль направления распространения волны) или поперечными (колебания перпендикулярны направлению распространения). Стоит отметить, что в жидкостях и газах могут распространяться в основном только продольные упругие волны, так как эти среды практически не сопротивляются деформации сдвига. В волнах на поверхности жидкости частицы совершают более сложное движение — по круговым или эллиптическим траекториям в вертикальной плоскости. Таким образом, эта волна является комбинацией продольного и поперечного движения.

Ответ: Упругие волны отличаются от волн на поверхности жидкости тремя основными аспектами: 1) природой возвращающей силы (сила упругости против силы тяжести и поверхностного натяжения), 2) областью распространения (в объеме среды против распространения по ее поверхности) и 3) характером движения частиц (чисто продольное или поперечное против сложного орбитального).