Номер 1, страница 46 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 2. Механические колебания и волны. Параграф 6. Колебательное движение. Вопросы - номер 1, страница 46.

Условие.

1. Какие колебания называют свободными?

Решение.

1. Какие колебания называют свободными?

Свободными, или собственными, колебаниями называют колебания, которые происходят в системе после того, как она была выведена из положения равновесия и предоставлена самой себе. Эти колебания совершаются за счет действия внутренних сил системы, без воздействия внешних периодических сил, поддерживающих эти колебания.

Основным условием для возникновения свободных колебаний является наличие у системы положения устойчивого равновесия и способности возвращаться в это положение после смещения. Когда систему выводят из этого положения, возникает возвращающая сила, которая стремится вернуть ее обратно. Из-за инертности система проскакивает положение равновесия, и процесс повторяется, создавая колебания.

Частота свободных колебаний называется собственной частотой системы и зависит исключительно от ее физических свойств. Например, для пружинного маятника собственная циклическая частота $ \omega_0 $ определяется его массой $ m $ и жесткостью пружины $ k $ по формуле $ \omega_0 = \sqrt{\frac{k}{m}} $. Для математического маятника собственная частота зависит от его длины $ L $ и ускорения свободного падения $ g $, и вычисляется как $ \omega_0 = \sqrt{\frac{g}{L}} $.

В реальном мире свободные колебания почти всегда являются затухающими, так как на систему действуют силы сопротивления (трение, сопротивление воздуха). Из-за этого энергия системы постепенно расходуется, и амплитуда колебаний со временем уменьшается. В идеализированной модели, где трение отсутствует, свободные колебания были бы незатухающими и продолжались бы вечно с постоянной амплитудой.

Примерами свободных колебаний могут служить: колебания качелей после одного толчка, вибрация гитарной струны после того, как ее дернули, или колебания груза, подвешенного на пружине, после его смещения из положения равновесия.

Ответ: Свободные колебания — это колебания, которые происходят в системе под действием ее внутренних сил после того, как система была выведена из положения равновесия и предоставлена самой себе.