Номер 1, страница 123 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

1. На рисунке 75 изображён металлический диск, подвешенный на трёх резиновых шнурах. Если диск немного повернуть вокруг вертикальной оси и отпустить, то он будет в течение некоторого времени поворачиваться вокруг этой оси то по ходу часовой стрелки, то против. Объясните:

а) под действием какой силы происходят колебания диска;

б) возникла бы эта сила или нет, если бы диск не действовал на шнуры своим весом;

в) какие тела входят в эту колебательную систему.

Рис. 75

а) Когда металлический диск поворачивают вокруг вертикальной оси, резиновые шнуры, на которых он подвешен, закручиваются. Поскольку шнуры сделаны из резины, они обладают упругостью. Закручивание является упругой деформацией, в результате которой в шнурах возникает сила упругости. Эта сила создает вращающий момент (момент силы), который стремится вернуть диск в исходное положение равновесия. Когда диск отпускают, под действием этого момента силы упругости он начинает вращаться в обратную сторону. Пройдя положение равновесия по инерции, он закручивает шнуры в другую сторону, что снова вызывает появление возвращающей силы, и процесс повторяется. Таким образом, колебания диска происходят под действием силы упругости.

Ответ: Колебания диска происходят под действием силы упругости, возникающей в закрученных резиновых шнурах.

б) Сила упругости, вызывающая крутильные колебания, возникает только в предварительно натянутом шнуре. В данном случае натяжение резиновых шнуров создается весом металлического диска. Если бы диск не действовал на шнуры своим весом (например, в состоянии невесомости), шнуры не были бы натянуты. Попытка закрутить ненатянутые, провисшие шнуры не привела бы к возникновению значимой возвращающей силы упругости. Следовательно, и колебания бы не возникли.

Ответ: Нет, эта сила не возникла бы, так как для ее появления необходимо, чтобы шнуры были натянуты, а натяжение создается весом диска.

в) Колебательная система — это совокупность тел, взаимодействие которых приводит к возникновению колебаний. В данном случае в систему входят:

• металлический диск (тело, совершающее колебания);
• резиновые шнуры (упругий элемент, в котором возникает возвращающая сила);
• Земля (тело, которое притягивает диск, создавая его вес и, соответственно, натяжение шнуров).

Также можно упомянуть опору, к которой крепятся шнуры, так как она является неподвижной частью системы, относительно которой происходят колебания.

Ответ: В эту колебательную систему входят: металлический диск, резиновые шнуры и Земля.