Номер 559, страница 83 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Механические колебания и волны. Звук. Механические колебания - номер 559, страница 83.

Условие.

559. Чтобы помочь шофёру вытащить автомобиль, застрявший в грязи, несколько человек раскачивают автомобиль, причём толчки, как правило, производятся по команде. Имеет ли значение, через какие промежутки времени подавать команду?

Решение.

Решение

Да, промежутки времени, через которые подается команда, имеют решающее значение. Это связано с физическим явлением, которое называется резонансом.

Автомобиль, застрявший в грязи и опирающийся на свою подвеску, представляет собой колебательную систему. Если его толкнуть, он начнет совершать затухающие колебания (качаться вперед-назад) с определенным периодом, который называется собственным периодом колебаний системы, обозначим его $T_0$. Этот период зависит от массы автомобиля, жесткости его пружин и вязкости грязи.

Чтобы максимально эффективно раскачать автомобиль, то есть увеличить амплитуду его колебаний до максимального значения, необходимо прикладывать внешнюю силу (толчки людей) в такт с его собственными колебаниями. Это означает, что период приложения силы $T$ должен быть равен собственному периоду колебаний автомобиля $T_0$.

Когда $T = T_0$, наступает резонанс. При резонансе каждый последующий толчок прикладывается в тот момент, когда он сообщает системе максимальное количество энергии, складываясь с уже идущим движением. В результате амплитуда колебаний резко возрастает. Именно это и позволяет автомобилю "выпрыгнуть" из ямы или колеи.

Если же подавать команду через случайные промежутки времени, то толчки будут несинхронными с движением автомобиля. Некоторые из них могут даже мешать раскачиванию, если будут приложены в тот момент, когда автомобиль движется навстречу толчку, то есть будут гасить колебания.

Таким образом, люди, раскачивающие автомобиль, интуитивно или сознательно подбирают такой ритм толчков, который совпадает с собственным периодом качания автомобиля, чтобы вызвать резонанс.

Ответ: Да, имеет. Чтобы максимально раскачать автомобиль, команды для толчков необходимо подавать через промежутки времени, равные периоду собственных колебаний автомобиля. Это приводит к явлению резонанса, при котором амплитуда колебаний резко возрастает, что и помогает высвободить автомобиль.