Номер 6, страница 143 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

6. Какие волны — поперечные или продольные — являются волнами сдвига; волнами сжатия и разрежения?

6. Какие волны — поперечные или продольные — являются волнами сдвига; волнами сжатия и разрежения?

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть, какие виды деформации вызывают в среде поперечные и продольные волны.

Волны сдвига — это волны, распространение которых связано с деформацией сдвига. Деформация сдвига представляет собой смещение одних слоев среды относительно других. В поперечных волнах колебания частиц среды происходят перпендикулярно направлению распространения волны. Именно такое движение частиц и вызывает деформацию сдвига. Следовательно, поперечные волны являются волнами сдвига. Примером может служить волна, бегущая по гитарной струне: ее участки колеблются вверх-вниз, в то время как сама волна движется вдоль струны.

Волны сжатия и разрежения — это волны, которые представляют собой распространяющиеся в среде чередующиеся области повышенной плотности и давления (сжатия) и пониженной плотности и давления (разрежения). В продольных волнах колебания частиц среды происходят вдоль направления распространения волны, что и приводит к образованию таких областей. Следовательно, продольные волны являются волнами сжатия и разрежения. Классический пример — звуковые волны в воздухе.

Ответ: Волнами сдвига являются поперечные волны. Волнами сжатия и разрежения являются продольные волны.

7. Почему поперечные волны не распространяются... (в газах и жидкостях)?

(Примечание: вопрос на изображении обрывается. Наиболее вероятное и логичное продолжение: «...в газах и жидкостях?». Ответ дается именно на этот вопрос.)

Распространение поперечных волн неразрывно связано с упругими свойствами среды, а именно — с её способностью сопротивляться деформации сдвига.

Поперечная волна — это волна сдвига. Для её распространения необходимо, чтобы при смещении одного слоя среды относительно другого возникала упругая сила, стремящаяся вернуть этот слой в исходное положение. Эта сила называется касательным напряжением или напряжением сдвига.

1. В твердых телах атомы и молекулы занимают фиксированные положения в кристаллической решетке или аморфной структуре и прочно связаны друг с другом. Благодаря этим связям твердые тела обладают упругостью формы, то есть они сопротивляются изменению своей формы. При попытке сдвига слоев возникает упругая сила, которая обеспечивает передачу поперечных колебаний от частицы к частице. Поэтому поперечные волны могут распространяться в твердых телах.

2. В жидкостях и газах (которые объединяются понятием "флюиды" — текучие среды) межмолекулярные связи значительно слабее (в газах — почти отсутствуют). Молекулы не имеют фиксированных положений и могут свободно перемещаться друг относительно друга. Из-за этого жидкости и газы не обладают упругостью формы; они практически не сопротивляются сдвигу, а просто текут. Если попытаться сдвинуть слой жидкости или газа, не возникнет существенной возвращающей упругой силы. Следовательно, поперечные колебания не могут передаваться через объем жидкости или газа.

Исключением являются волны на поверхности жидкости, где роль возвращающей силы выполняет сила поверхностного натяжения. Однако это поверхностное явление, а не распространение волны в объеме вещества.

Ответ: Поперечные волны являются волнами сдвига. Для их распространения среда должна обладать упругостью формы, то есть сопротивляться сдвигу. Газы и жидкости текучи и не обладают упругостью формы, поэтому в их объеме поперечные волны не распространяются.