Номер 3, страница 39 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 2. Механические колебания и волны. Звук. Самостоятельные работы. СР-30. Величины, характеризующие колебательное движение. Вариант 1 - номер 3, страница 39.

Условие.

3. В каком случае маятники, изображённые на рисунке 57, колеблются в одинаковых фазах по отношению друг к другу?

Рис. 57

Решение.

Колебания двух систем происходят в одинаковых фазах (синфазно), если в любой момент времени их физические характеристики, описывающие колебательный процесс (в данном случае — угловое смещение и скорость), полностью совпадают. Это означает, что разность фаз между такими колебаниями равна нулю.

Рассмотрим предложенные варианты:

а) В данном случае маятники находятся по разные стороны от положения равновесия, хотя и на одинаковом угловом расстоянии $ \varphi $. Их смещения имеют одинаковый модуль, но противоположные знаки. Скорости маятников также направлены в противоположные стороны (друг к другу). Такие колебания, у которых и смещения, и скорости в любой момент времени противоположны по знаку, называются противофазными. Разность фаз между ними составляет $ \pi $ радиан (или 180°).

б) В этом случае оба маятника в рассматриваемый момент времени находятся с одной стороны от положения равновесия (слева) и отклонены на одинаковый угол $ \varphi $. Их скорости также направлены в одну и ту же сторону (вправо, к положению равновесия). Поскольку состояния маятников (и их смещения, и их скорости) в данный момент времени полностью совпадают, их колебания происходят в одинаковых фазах.

Ответ: Маятники колеблются в одинаковых фазах в случае, изображённом на рисунке б).