Номер 2, страница 59 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 2. Механические колебания и волны. Параграф 8. Вынужденные колебания. Резонанс. Задания и упражнения - номер 2, страница 59.

Условие.

2. Если нести воду в ведре, то во время ходьбы вода начинает выплёскиваться. Почему? Для чего в этом случае изменяют частоту шага?

Решение.

Почему вода начинает выплёскиваться?

Вода в ведре представляет собой колебательную систему, которая имеет свою собственную (естественную) частоту колебаний. Эта частота зависит от формы и размеров ведра, а также от уровня налитой в него воды. Ходьба человека — это периодический процесс, который создаёт вынуждающую силу, действующую на ведро и воду в нём с частотой, равной частоте шагов. Когда частота шагов совпадает с собственной частотой колебаний воды, наступает явление резонанса. При резонансе амплитуда колебаний воды резко увеличивается, из-за чего вода начинает сильно раскачиваться и выплёскиваться через край.

Ответ: Вода выплёскивается из-за возникновения резонанса, когда частота шагов человека совпадает с собственной частотой колебаний воды в ведре.

Для чего в этом случае изменяют частоту шага?

Частоту шага изменяют для того, чтобы нарушить условие резонанса. Резонанс возникает только при равенстве частоты вынуждающей силы $ \nu $ (частоты шагов) и собственной частоты колебательной системы $ \nu_0 $ (воды в ведре), то есть когда $ \nu = \nu_0 $. Изменив темп ходьбы (начав идти быстрее или медленнее), человек изменяет частоту шагов. Новая частота $ \nu $ перестает совпадать с собственной частотой $ \nu_0 $. В результате резонанс прекращается, амплитуда колебаний воды резко уменьшается, и она перестает выплескиваться.

Ответ: Частоту шага изменяют для того, чтобы выйти из состояния резонанса, в результате чего амплитуда колебаний воды уменьшается, и она перестаёт выплёскиваться.