Номер 3, страница 127 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

3. Какие колебания называют собственными?

3. Какие колебания называют собственными?

Собственные (или свободные) колебания – это колебания, которые возникают в колебательной системе после того, как она была выведена из положения устойчивого равновесия и предоставлена самой себе. Такие колебания происходят под действием только внутренних сил системы (например, силы упругости или силы тяжести) и не поддерживаются никакими внешними периодическими силами.

Основные характеристики собственных колебаний:

• Причина возникновения: Начальное отклонение от положения равновесия или сообщение начальной скорости. После этого внешнее воздействие прекращается.
• Действующие силы: Колебания поддерживаются только внутренними возвращающими силами системы, которые всегда направлены к положению равновесия.
• Частота колебаний: Собственные колебания происходят на определённой, характерной для данной системы частоте, которая называется собственной частотой. Эта частота ($ν_0$) или циклическая частота ($ω_0$) определяется исключительно параметрами самой системы. Например:
  • Для пружинного маятника (груз массой $m$ на пружине жёсткостью $k$): $ω_0 = \sqrt{\frac{k}{m}}$
  • Для математического маятника (длиной $l$ в поле тяжести с ускорением свободного падения $g$): $ω_0 = \sqrt{\frac{g}{l}}$
• Затухание: В реальных условиях всегда существуют силы сопротивления (трение, сопротивление воздуха), которые приводят к постепенному уменьшению амплитуды собственных колебаний. Такие колебания называют затухающими. В идеализированной модели, где силами сопротивления пренебрегают, собственные колебания считаются незатухающими и продолжались бы бесконечно долго с постоянной амплитудой.

Примерами собственных колебаний могут служить:

• колебания маятника часов после одного толчка;
• колебания груза на пружине после его растяжения и отпускания;
• колебания струны гитары после того, как её щипнули.

Собственные колебания следует отличать от вынужденных колебаний, которые происходят под действием внешней, периодически изменяющейся силы.

Ответ: Собственными (свободными) колебаниями называют колебания, которые совершает система под действием своих внутренних сил после того, как она была выведена из положения равновесия. Частота таких колебаний называется собственной частотой и зависит только от свойств самой системы.