Номер 1, страница 139 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

1. С какой целью и как проводился опыт с двумя маятниками, изображённый на рисунке 86?

1. С какой целью и как проводился опыт с двумя маятниками, изображённый на рисунке 86?

Цель опыта: демонстрация явления механического резонанса. Опыт призван показать, что передача колебательной энергии от одного тела (возбуждающего маятника) к другому (резонирующему маятнику) происходит наиболее интенсивно, когда их собственные частоты колебаний совпадают.

Как проводился опыт:

1. Два маятника, представляющие собой шарики на нитях, подвешивают к одной общей горизонтальной опоре (например, натянутой веревке или упругой планке). Для достижения резонанса маятники должны иметь одинаковую длину, так как от длины зависит их собственная частота колебаний. Период математического маятника определяется формулой $T = 2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}$, а частота $ \nu = 1/T $.
2. Один из маятников (например, левый) отклоняют от положения равновесия и отпускают. Он начинает совершать колебания, которые через общую опору передаются второму маятнику.
3. Второй маятник, который изначально находился в состоянии покоя, под действием этой периодической силы начинает раскачиваться. Поскольку частота вынуждающей силы (равная собственной частоте первого маятника) совпадает с собственной частотой второго маятника, его амплитуда начинает быстро расти.
4. При этом можно наблюдать, как амплитуда колебаний первого маятника постепенно уменьшается, а второго — увеличивается. Через некоторое время первый маятник почти останавливается, передав свою энергию второму, который колеблется с максимальной амплитудой.
5. Затем процесс повторяется в обратном порядке: второй маятник передает энергию обратно первому.

Ответ: Опыт проводился с целью демонстрации механического резонанса. Для этого два маятника одинаковой длины подвесили на общую опору. Один маятник привели в движение, в результате чего второй, из-за совпадения их собственных частот, также пришел в движение, и его амплитуда колебаний резко возросла.

2. В чём заключается явление, называемое...

Явление, демонстрируемое в опыте, — это резонанс.

Резонанс — это явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний в какой-либо системе, которое происходит тогда, когда частота внешней периодической силы (вынуждающая частота) приближается к значению собственной (естественной) частоты колебательной системы.

В описанном опыте с маятниками:

• Колебательная система — это второй маятник (резонатор), который изначально покоился.
• Внешняя периодическая сила — это воздействие, которое передается от первого колеблющегося маятника (возбудителя) через общую опору.
• Собственная частота системы определяется параметрами второго маятника (его длиной).

Когда длины маятников одинаковы, их собственные частоты совпадают, что и приводит к резонансу — эффективной передаче энергии и значительному увеличению амплитуды колебаний второго маятника.

Ответ: Явление, называемое резонансом, заключается в резком увеличении амплитуды вынужденных колебаний, когда частота внешней силы совпадает с собственной частотой колебательной системы.