Номер 3, страница 45 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 2. Механические колебания и волны. Звук. Самостоятельные работы. СР-33. Резонанс. Вариант 1 - номер 3, страница 45.

Условие.

3. Почему в трамвае при определённой скорости движения начинают дребезжать стёкла?

Решение.

Это явление объясняется резонансом. У каждого физического тела, включая оконные стёкла в трамвае, есть своя собственная частота колебаний, которую называют резонансной частотой ($ν_0$). Это та частота, с которой стекло будет колебаться, если его вывести из положения равновесия (например, слегка ударив по нему).

Во время движения трамвая его двигатель, а также колёса, которые перекатываются по рельсам и ударяются о стыки, создают вибрации. Эти вибрации передаются всему корпусу трамвая, включая стёкла, и заставляют их совершать вынужденные колебания. Частота этих вынужденных колебаний ($ν$) напрямую зависит от скорости движения трамвая.

Когда трамвай разгоняется или замедляется, частота вынужденных колебаний $ν$ изменяется. В тот момент, когда скорость трамвая становится такой, что частота вынужденных колебаний $ν$ совпадает с собственной частотой колебаний стёкол $ν_0$, наступает явление резонанса.

При резонансе ($ν \approx ν_0$) происходит резкое, многократное увеличение амплитуды колебаний стёкол. Энергия от источника вибраций (движущегося трамвая) передаётся колебательной системе (стёклам) наиболее эффективно. Именно эти колебания с большой амплитудой мы и воспринимаем как сильное дребезжание. Как только скорость трамвая снова изменяется, частоты перестают совпадать, и дребезжание прекращается.

Ответ: Стёкла в трамвае начинают дребезжать при определённой скорости из-за явления резонанса. Это происходит, когда частота вибраций от движущегося трамвая совпадает с собственной (резонансной) частотой колебаний стёкол, что вызывает резкое увеличение амплитуды их колебаний.