Номер 1, страница 151 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

1. Если по краю стакана, наполовину наполненного водой, провести смычком, то на воде появляются мелкие волны. Объясните явление.

1. Решение:

Это явление — наглядный пример вынужденных колебаний и резонанса. Процесс можно разбить на несколько этапов:

1. Возбуждение колебаний. Когда смычок движется по краю стакана, между ними возникает сила трения. Эта сила действует прерывисто (так называемый "stick-slip" эффект, или эффект прилипания-проскальзывания), заставляя стенки стакана очень быстро вибрировать. Смычок в данном случае является источником вынуждающей силы.
2. Колебания стакана. Стакан, как любое упругое тело, имеет свои собственные (резонансные) частоты. Под действием смычка он начинает вибрировать с одной из этих частот. Эти вибрации стенок стакана мы также можем воспринимать как звук определенной высоты.
3. Передача колебаний воде. Поскольку вода находится в непосредственном контакте со стенками стакана, их вибрации передаются частицам воды. Слои воды, прилегающие к стенкам, начинают колебаться с той же частотой, что и сам стакан.
4. Образование волн на поверхности. Колебания от стенок распространяются по всему объему воды и достигают ее свободной поверхности. В результате на поверхности воды возникают волны, которые мы видим как мелкую рябь. Если частота колебаний совпадает с одной из собственных частот колебательной системы "стакан-вода", наступает резонанс, и на поверхности образуются стоячие волны с четко выраженным узором из гребней и впадин.

Таким образом, волны на воде являются визуализацией механических колебаний, которые смычок создает в стенках стакана, а те, в свою очередь, передают воде.

Ответ: Появление мелких волн на воде объясняется тем, что смычок вызывает вибрацию (колебания) стенок стакана. Эти колебания передаются воде, находящейся в стакане, и проявляются в виде волн на ее поверхности.