Номер 1, страница 47 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 2. Механические колебания и волны. Параграф 6. Колебательное движение. Задания и упражнения - номер 1, страница 47.

Условие.

1. На рис. 38 изображены различные системы тел, в которых металлический шарик движется по разным траекториям. Какие из представленных систем можно считать колебательными?

Рис. 38

Решение.

Колебательной системой называется система тел, способная совершать колебания. Колебания — это движения или процессы, которые характеризуются определенной повторяемостью во времени около положения устойчивого равновесия. Важным условием для возникновения колебаний является наличие возвращающей силы, которая при отклонении тела от положения равновесия стремится вернуть его обратно.

Рассмотрим представленные на рисунке системы:

а) Шарик, подвешенный на пружине. Эта система имеет положение устойчивого равновесия, в котором сила тяжести шарика уравновешена силой упругости пружины. Если сместить шарик из этого положения, возникнет возвращающая сила (равнодействующая силы тяжести и силы упругости), которая для идеальной пружины описывается законом Гука ($F_{возвр} = -kx$), и направлена к положению равновесия. Под действием этой силы шарик будет совершать периодические движения вверх и вниз. Следовательно, это колебательная система.

б) Шарик на наклонной поверхности, переходящей в горизонтальную. У этой системы нет положения устойчивого равновесия, вокруг которого могло бы происходить колебательное движение. Скатившись с наклонной части, шарик продолжит движение в одном направлении и не вернется обратно. Такое движение не является периодическим, так как отсутствует возвращающая сила. Следовательно, это не колебательная система.

в) Шарик в углублении (сферической лунке). Нижняя точка лунки является положением устойчивого равновесия. При отклонении шарика от этого положения появляется составляющая силы тяжести, направленная по касательной к поверхности к положению равновесия. Эта сила является возвращающей. Благодаря ей шарик, отпущенный с края лунки, будет скатываться вниз, по инерции проходить положение равновесия, подниматься на противоположный край и затем двигаться в обратном направлении, совершая затухающие колебания. Следовательно, это колебательная система.

Ответ: Колебательными системами можно считать системы, изображенные на рисунках а и в.