Номер 1, страница 150 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Упражнение 29. § 30. Величины, характеризующие колебательное движение. Глава 2. Механические колебания и волны. Звук - номер 1, страница 150.

1. На рисунке 106 изображены пары колеблющихся маятников. В каких случаях два маятника колеблются: в одинаковых фазах по отношению друг к другу; в противоположных фазах?

в одинаковых фазах по отношению друг к другу

Два маятника колеблются в одинаковых фазах (синфазно), если в любой момент времени их физические состояния — смещение от положения равновесия и скорость — идентичны. Это означает, что разность фаз их колебаний равна нулю, $\Delta\phi = 0$. Маятники одновременно проходят положения равновесия, двигаясь в одном направлении, и одновременно достигают максимальных отклонений в одну и ту же сторону.

Проанализируем случаи, показанные на рисунке:

- В случае б) оба маятника находятся в положении равновесия (смещение равно нулю) и движутся в одном и том же направлении — вправо. Их состояния полностью совпадают, следовательно, они колеблются в одинаковых фазах.

- В случае г) оба маятника также находятся в положении равновесия и движутся в одном направлении — влево. Их состояния также полностью совпадают, что соответствует синфазным колебаниям.

В случаях а) и в) колебания являются противофазными. В случаях д) и е) разность фаз не равна ни $0$, ни $\pi$, поэтому колебания не являются ни синфазными, ни противофазными.

Ответ: б, г.

в противоположных фазах?

Два маятника колеблются в противоположных фазах (противофазно), если в любой момент времени их смещения равны по величине, но противоположны по направлению, и их скорости также равны по величине, но противоположны по направлению. Разность фаз их колебаний составляет $\pi$ радиан, то есть $\Delta\phi = \pi$.

Проанализируем случаи, показанные на рисунке:

- В случае а) маятники отклонены в противоположные стороны на одинаковый угол $\alpha$. Их скорости также направлены в противоположные стороны (один вправо, другой влево, оба к положению равновесия). Это полностью соответствует определению противофазных колебаний.

- В случае в) оба маятника находятся в положении равновесия (смещение равно нулю), но движутся в противоположных направлениях. Условие для смещений $x_1 = -x_2$ выполняется, так как $0 = -0$. Скорости $\vec{v}_1$ и $\vec{v}_2$ направлены в противоположные стороны. Это также соответствует противофазным колебаниям.

В случаях б) и г) колебания являются синфазными. В случаях д) и е) разность фаз не равна ни $0$, ни $\pi$.

Ответ: а, в.