Номер 2, страница 145 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Ответь на вопросы. § 29. Колебательное движение. Свободные колебания. Глава 2. Механические колебания и волны. Звук - номер 2, страница 145.

2. Пользуясь рисунком 97, объясните, почему по мере приближения шарика к точке О его скорость увеличивается, а по мере удаления от точки О скорость шарика уменьшается.

Механическими колебаниями называют движения тел, которые повторяются точно или почти точно через одинаковые промежутки времени. Примером могут служить движения качелей, маятника часов или груза на пружине. Характерной особенностью таких движений является то, что тело поочередно движется в противоположных направлениях относительно своего положения устойчивого равновесия.

Ответ: Механические колебания — это повторяющиеся во времени движения, при которых тело поочередно отклоняется в противоположные стороны от положения равновесия.

2. Предположим, что на рисунке 97 изображен маятник (шарик на нити), где точка О — это самое нижнее положение шарика, то есть положение равновесия. Движение шарика объясняется законом сохранения механической энергии. Полная механическая энергия $E$ системы, состоящая из кинетической энергии $E_k$ и потенциальной энергии $E_p$, в идеальной системе (без трения) остается постоянной: $E = E_k + E_p = \text{const}$.

Кинетическая энергия зависит от скорости движения шарика ($E_k = \frac{mv^2}{2}$), а потенциальная — от его высоты относительно положения равновесия ($E_p = mgh$).

Когда шарик приближается к точке О (положению равновесия), он опускается. Его высота $h$ уменьшается, что ведет к уменьшению его потенциальной энергии $E_p$. Так как полная энергия $E$ сохраняется, уменьшение потенциальной энергии компенсируется увеличением кинетической энергии $E_k$. Рост кинетической энергии означает увеличение скорости $v$.

Когда шарик удаляется от точки О, он начинает подниматься. Его высота $h$ увеличивается, а значит, растет и его потенциальная энергия $E_p$. Для сохранения полной энергии $E$ это должно сопровождаться уменьшением кинетической энергии $E_k$, что, в свою очередь, приводит к уменьшению скорости $v$.

Ответ: При приближении к точке равновесия О потенциальная энергия шарика переходит в кинетическую, поэтому его скорость растет. При удалении от точки О происходит обратный процесс: кинетическая энергия переходит в потенциальную, и скорость шарика уменьшается.

3. Шарик не останавливается в точке О из-за инерции. Инерция — это свойство тела сохранять состояние своего движения (в данном случае, скорость) при отсутствии внешних воздействий. В момент прохождения положения равновесия (точка О), шарик имеет максимальную скорость, которую он набрал при движении из крайнего положения. Хотя в самой точке О возвращающая сила равна нулю, скорость шарика максимальна. Вследствие инерции он не может остановиться мгновенно и продолжает свое движение, "проскакивая" положение равновесия. Только после прохождения точки О на шарик начинает действовать возвращающая сила, направленная в обратную сторону, которая замедляет его движение.

Ответ: Дойдя до точки О, шарик имеет максимальную скорость и по инерции продолжает движение, проходя положение равновесия.