Номер 523, страница 79 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Механические колебания и волны. Звук. Механические колебания - номер 523, страница 79.

Условие.

523. а) Укажите, в чём различие колебательных движений, графики которых представлены на рисунке 107. Определите амплитуду и период колебаний для каждого случая. б) Чем различаются колебания маятников, изображённых на рисунке 108?

Рис. 108

Решение.

а) Колебательные движения, графики которых представлены на рисунке 107, различаются амплитудой и периодом колебаний.

Дано:

Графики зависимости смещения $x$ от времени $t$ для двух колебательных движений (рис. 107 а и 107 б).

Найти:

Амплитуду $A$ и период $T$ для каждого случая.

Решение:

Амплитуда колебаний ($A$) – это модуль максимального смещения колеблющейся точки от положения равновесия. Период колебаний ($T$) – это наименьший промежуток времени, за который система совершает одно полное колебание.

Для графика а):

Из графика видно, что максимальное смещение от положения равновесия ($x=0$) составляет $0,2$ м. Следовательно, амплитуда $A_a = 0,2$ м.

Одно полное колебание на графике начинается в точке $t=0$, проходит через максимум в $t=1$ с, минимум в $t=3$ с и завершается в точке $t=4$ с. Таким образом, период колебаний $T_a = 4$ с.

Для графика б):

Из графика видно, что максимальное смещение от положения равновесия ($x=0$) составляет $0,1$ м. Следовательно, амплитуда $A_б = 0,1$ м.

Одно полное колебание на этом графике завершается за промежуток времени от $t=0$ до $t=2$ с. Таким образом, период колебаний $T_б = 2$ с.

Ответ: для графика а) амплитуда $A_a = 0,2$ м, период $T_a = 4$ с; для графика б) амплитуда $A_б = 0,1$ м, период $T_б = 2$ с. Движения различаются амплитудами и периодами колебаний.

б) Различие колебаний маятников, изображённых на рисунке 108, заключается в разности фаз их колебаний.

На рисунке 108 а) маятники колеблются синфазно. Это означает, что фазы их колебаний совпадают. Они одновременно достигают максимальных отклонений в одну и ту же сторону и одновременно проходят положение равновесия в одном и том же направлении. Разность фаз между их колебаниями равна нулю ($\Delta\phi = 0$).

На рисунке 108 б) маятники колеблются в противофазе. Это означает, что в любой момент времени фазы их колебаний отличаются на $\pi$ радиан (или 180°). Когда один маятник достигает максимального отклонения в одну сторону, другой в этот же момент времени достигает максимального отклонения в противоположную сторону.

Ответ: колебания маятников на рисунке 108 а) являются синфазными, а на рисунке 108 б) – противофазными.