Номер 7, страница 47 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 2. Механические колебания и волны. Параграф 6. Колебательное движение. Вопросы - номер 7, страница 47.

Условие.

7. Какие физические величины характеризуют периодические колебания?

Решение.

Решение

Периодические колебания — это движения или процессы, которые точно или приблизительно повторяются через равные промежутки времени. Для их полного количественного описания используется ряд ключевых физических величин.

Амплитуда колебаний ($\text{A}$)

Это модуль максимального смещения или отклонения колеблющейся величины (например, координаты тела, давления, напряжения, силы тока) от положения равновесия. Амплитуда характеризует "размах" колебаний и является по определению неотрицательной величиной. В системе СИ для механических колебаний измеряется в метрах (м), но может иметь и другие единицы в зависимости от природы колебаний (например, Паскали, Вольты, Амперы).

Период колебаний ($\text{T}$)

Это наименьший промежуток времени, через который состояние колеблющейся системы полностью повторяется. Иными словами, это время одного полного колебания. В системе СИ период измеряется в секундах (с). Он может быть определен по формуле: $T = \frac{t}{N}$, где $\text{t}$ — общее время наблюдения, а $\text{N}$ — число полных колебаний, совершенных за это время.

Частота колебаний ($\nu$ или $\text{f}$)

Это число полных колебаний, совершаемых за единицу времени. Частота является величиной, обратной периоду. Единица измерения частоты в СИ — Герц (Гц). $1 \text{ Гц}$ соответствует одному колебанию в секунду. Частота вычисляется по формуле: $\nu = \frac{N}{t}$. Связь с периодом выражается как: $\nu = \frac{1}{T}$.

Циклическая (круговая) частота ($\omega$)

Эта величина показывает, сколько полных колебаний совершается за $2\pi$ единиц времени (обычно за $2\pi$ секунд). Она удобна при математическом описании гармонических колебаний с помощью тригонометрических функций (синуса или косинуса), так как позволяет избежать постоянного множителя $2\pi$ в аргументе функции. Измеряется в радианах в секунду (рад/с). Связана с обычной частотой и периодом следующими соотношениями: $\omega = 2\pi\nu = \frac{2\pi}{T}$.

Фаза колебаний ($\phi$)

Фаза определяет состояние (положение, скорость и т.д.) колебательной системы в любой заданный момент времени. Для гармонического колебания, описываемого законом, например, $x(t) = A \cos(\omega t + \phi_0)$, фаза равна всему аргументу косинуса: $\phi(t) = \omega t + \phi_0$. Величина $\phi_0$ называется начальной фазой и определяет состояние системы в начальный момент времени ($t=0$). Фаза измеряется в радианах (рад).

Ответ: Периодические колебания характеризуются следующими основными физическими величинами: амплитуда, период, частота, циклическая (круговая) частота и фаза колебаний.