Обсуди с товарищами, страница 150 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Ответь на вопросы. § 30. Величины, характеризующие колебательное движение. Глава 2. Механические колебания и волны. Звук - страница 150.

Предложите способы сообщения нитяному маятнику начального запаса энергии, необходимого для возбуждения колебаний. Механическую энергию какого вида получает при этом система?

Для возбуждения колебаний нитяному маятнику необходимо сообщить начальный запас механической энергии. Существует два основных способа это сделать, при которых система получает разные виды механической энергии.

Способ 1: Отклонение маятника от положения равновесия.

Этот способ заключается в том, чтобы отвести шарик маятника в сторону от его положения равновесия (самой нижней точки) на некоторую высоту $h$ и затем отпустить его без начальной скорости. При подъеме шарика совершается работа против силы тяжести, и эта работа запасается в виде потенциальной энергии. В момент отпускания, в точке максимального отклонения, вся сообщенная маятнику начальная механическая энергия — это потенциальная энергия. Ее величина определяется формулой $E_p = mgh$, где $m$ — масса шарика, а $g$ — ускорение свободного падения. Кинетическая энергия в этот начальный момент равна нулю. После отпускания потенциальная энергия начнет преобразовываться в кинетическую, и маятник начнет совершать колебания.

Ответ: Способ — отклонить маятник от положения равновесия и отпустить. При этом система получает начальный запас потенциальной энергии.

Способ 2: Сообщение начальной скорости в положении равновесия.

Второй способ — сообщить шарику маятника, находящемуся в положении равновесия, некоторую начальную скорость $v$, например, с помощью короткого толчка. Поскольку в положении равновесия высота маятника минимальна, его потенциальную энергию можно принять за ноль ($h=0$). Поэтому вся сообщенная маятнику начальная механическая энергия будет являться кинетической энергией. Ее величина рассчитывается по формуле $E_k = \frac{mv^2}{2}$. Получив эту энергию, шарик начнет движение, поднимаясь и преобразуя свою кинетическую энергию в потенциальную, что и вызовет колебательный процесс.

Ответ: Способ — толкнуть маятник в положении равновесия. При этом система получает начальный запас кинетической энергии.