Номер 4, страница 58 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 2. Механические колебания и волны. Параграф 8. Вынужденные колебания. Резонанс. Вопросы - номер 4, страница 58.

Условие.

4. Объясните возникновение вынужденных колебаний (см. рис. 50).

Рис. 50

Решение.

3. Под действием какой силы совершаются вынужденные колебания?

Вынужденные колебания – это незатухающие колебания, которые происходят в какой-либо системе под влиянием внешней, периодически изменяющейся силы. Эту силу называют вынуждающей силой. Она компенсирует потери энергии в колебательной системе, вызванные трением или сопротивлением среды, и поддерживает колебания. Без действия такой силы любые реальные колебания были бы затухающими и со временем прекратились.

Ответ: Вынужденные колебания совершаются под действием внешней, периодически изменяющейся силы, которую называют вынуждающей силой.

4. Объясните возникновение вынужденных колебаний (см. рис. 50).

На рисунке 50 показана экспериментальная установка. Колебательная система состоит из шарика, прикрепленного к двум пружинам. Если этот шарик отклонить от положения равновесия и отпустить, он будет совершать свободные затухающие колебания со своей собственной (природной) частотой.

Слева на установке находится механизм с рукояткой, который является источником внешней периодической силы. Когда рукоятку вращают, специальный диск (кривошип) заставляет стержень, к которому прикреплен левый конец пружины, двигаться периодически влево и вправо. Это движение передается через пружину шарику в виде внешней вынуждающей силы.

Под действием этой непрерывно прикладываемой периодической силы шарик начинает совершать вынужденные колебания. Частота этих колебаний будет равна частоте вращения рукоятки (частоте вынуждающей силы), а не собственной частоте колебаний шарика на пружинах. Таким образом, внешний источник "навязывает" системе свой ритм колебаний.

Ответ: При вращении рукоятки приводного механизма (слева) возникает внешняя периодическая сила. Эта сила через пружину действует на шарик и заставляет его совершать вынужденные колебания с частотой, равной частоте действия этой силы (частоте вращения рукоятки).