Вариант 5, страница 81 - гдз по физике 9 класс дидактические материалы Марон, Марон
 
                                                Авторы: Марон А. Е., Марон Е. А.
Тип: Дидактические материалы
Издательство: Просвещение
Год издания: 2022 - 2025
Уровень обучения: базовый
Цвет обложки: белый изображена башня
ISBN: 978-5-09-111414-0
Популярные ГДЗ в 9 классе
Самостоятельные работы. СР-12. Механические колебания - страница 81.
Вариант 5 (с. 81)
Условие. Вариант 5 (с. 81)
скриншот условия
 
                                1. Маленький шарик подвешен на нити длиной $1 \text{ м}$ к потолку вагона. При какой скорости вагона шарик будет особенно сильно колебаться под действием ударов колёс о стыки рельсов? Длина рельса $12,5 \text{ м}$.
2. В ведре несут воду. После того как сделано несколько шагов, вода начинает расплёскиваться. Почему?
Решение. Вариант 5 (с. 81)
1. Дано:
Длина нити $l = 1$ м
Длина рельса $L = 12,5$ м
Ускорение свободного падения $g \approx 9,8$ м/с²
Найти:
Скорость вагона $\text{v}$
Решение:
Шарик на нити представляет собой математический маятник. Удары колес вагона о стыки рельсов — это периодическая вынуждающая сила, которая заставляет маятник колебаться. Шарик будет колебаться особенно сильно, когда наступит явление резонанса. Резонанс возникает в том случае, когда частота вынуждающей силы совпадает с собственной частотой колебаний системы. Это также означает, что период вынуждающих толчков $T_{вн}$ должен быть равен периоду собственных колебаний маятника $T_c$.
Период собственных колебаний математического маятника определяется по формуле:
$T_c = 2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}$
Период вынуждающей силы равен времени, за которое вагон проезжает расстояние, равное длине одного рельса $\text{L}$, со скоростью $\text{v}$:
$T_{вн} = \frac{L}{v}$
Условие резонанса: $T_c = T_{вн}$.
$2\pi\sqrt{\frac{l}{g}} = \frac{L}{v}$
Из этого уравнения выразим искомую скорость вагона $\text{v}$:
$v = \frac{L}{2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}}$
Подставим числовые значения и произведем расчеты:
$v = \frac{12,5 \text{ м}}{2 \cdot 3,14 \cdot \sqrt{\frac{1 \text{ м}}{9,8 \text{ м/с}^2}}} \approx \frac{12,5 \text{ м}}{6,28 \cdot \sqrt{0,102 \text{ с}^2}} \approx \frac{12,5 \text{ м}}{6,28 \cdot 0,32 \text{ с}} \approx \frac{12,5 \text{ м}}{2,01 \text{ с}} \approx 6,22 \text{ м/с}$
Ответ: шарик будет особенно сильно колебаться при скорости вагона примерно $6,22$ м/с.
2. Вода в ведре представляет собой колебательную систему, которая имеет свою собственную (естественную) частоту колебаний. Эта частота зависит от размеров ведра и уровня воды в нем.
Когда человек несет ведро, он совершает шаги, которые являются периодическим внешним воздействием на эту колебательную систему. В начале движения ритм шагов может быть неустойчивым, но через некоторое время человек, как правило, начинает идти с постоянной скоростью и ритмом. Таким образом, его шаги создают вынуждающую силу с определенной частотой.
Если частота шагов человека совпадает или становится очень близка к собственной частоте колебаний воды в ведре, возникает явление резонанса. При резонансе амплитуда колебаний воды резко возрастает даже при небольшой силе внешнего воздействия. В результате высота волн в ведре увеличивается, и вода начинает расплескиваться через край.
Ответ: вода расплёскивается из-за явления резонанса, которое наступает, когда частота шагов человека совпадает с собственной частотой колебаний воды в ведре, что приводит к резкому увеличению амплитуды этих колебаний.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 9 класс, для упражнения Вариант 5 расположенного на странице 81 к дидактическим материалам 2022 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению Вариант 5 (с. 81), авторов: Марон (Абрам Евсеевич), Марон (Евгений Абрамович), ФГОС (новый, красный) базовый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.
 
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                    