Номер 3, страница 40 - 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 2 - номер 3, страница 40.

Условие.

3. В каком случае маятники, изображённые на рисунке 58, колеблются в противоположных фазах по отношению друг к другу?

Рис. 58

Решение.

Решение

Колебания двух систем происходят в противоположных фазах (в противофазе), если разность фаз их колебаний постоянна и равна $\Delta\varphi = (2n+1)\pi$ радиан, где $\text{n}$ — целое число (например, $\pi$, $3\pi$, и т.д.). Физически это означает, что в любой момент времени смещения тел от положения равновесия равны по величине, но противоположны по направлению. Когда одно тело достигает максимального отклонения в одну сторону, другое тело достигает максимального отклонения в противоположную сторону.

Проанализируем представленные на рисунке случаи:

а) На этом рисунке показан момент, когда один маятник находится в крайнем левом положении, а второй — в крайнем правом. Их смещения от положения равновесия имеют одинаковую величину (амплитуду), но противоположные знаки. Такое состояние полностью соответствует определению колебаний в противоположных фазах. Разность фаз между ними составляет $\Delta\varphi = \pi$.

б) На этом рисунке оба маятника в один и тот же момент времени находятся в одном и том же положении — в крайнем левом. Их смещения от положения равновесия равны и по величине, и по направлению. Такие колебания называются синфазными (происходящими в одной фазе). Разность фаз между ними равна нулю ($\Delta\varphi = 0$).

Следовательно, маятники колеблются в противоположных фазах в случае, изображенном на рисунке а).

Ответ: Маятники колеблются в противоположных фазах в случае а).