Номер 2, страница 155 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Глава 2. Механические колебания и волны. Звук. Параграф 31. Гармонические колебания. Ответь на вопросы - номер 2, страница 155.

Условие.

2. Чему соответствуют отрезки ОА и ОТ на графике (см. рис. 108)?

Решение.

Решение 2.

Расскажите о цели, порядке выполнения и результатах опытов, изображённых на рисунках 107 и 109.

Решение

Поскольку сами рисунки отсутствуют, можно предположить, что на них изображены стандартные для изучения колебательных процессов установки: математический и пружинный маятники.

Опыт с математическим маятником (вероятно, рис. 107)

Цель: Исследовать зависимость периода свободных колебаний математического маятника от его длины.

Порядок выполнения:

1. Собрать установку, состоящую из небольшого тяжёлого шарика, подвешенного на длинной и лёгкой нерастяжимой нити.

2. Измерить длину нити $l$ от точки подвеса до центра шарика.

3. Отклонить маятник от положения равновесия на небольшой угол (не более 5–7°) и отпустить его, чтобы он начал свободно колебаться.

4. С помощью секундомера измерить время $t$, за которое маятник совершает определённое число $N$ полных колебаний (например, 20 или 30 для повышения точности).

5. Рассчитать период колебаний по формуле: $T = t / N$.

6. Повторить измерения несколько раз, изменяя длину нити $l$, и занести данные в таблицу для анализа.

Результат: Период колебаний математического маятника не зависит от массы груза и амплитуды (при малых углах отклонения), но зависит от длины подвеса. С увеличением длины нити период колебаний увеличивается. Эта зависимость описывается формулой Гюйгенса: $T = 2\pi\sqrt{l/g}$, где $g$ — ускорение свободного падения.

Опыт с пружинным маятником (вероятно, рис. 109)

Цель: Исследовать зависимость периода свободных колебаний пружинного маятника от массы груза и жёсткости пружины.

Порядок выполнения:

1. Подвесить пружину с известной жёсткостью $k$ к штативу и прикрепить к ней груз массой $m$.

2. Вывести систему из положения равновесия, оттянув груз немного вниз, и отпустить.

3. Измерить время $t$ для $N$ полных колебаний и рассчитать период $T = t/N$.

4. Повторить опыт с грузами разной массы, а также, если возможно, с пружинами разной жёсткости $k$.

Результат: Период колебаний пружинного маятника зависит от массы груза и жёсткости пружины. С увеличением массы груза период увеличивается, а с увеличением жёсткости пружины — уменьшается. Период не зависит от амплитуды колебаний (в пределах упругости пружины). Зависимость описывается формулой: $T = 2\pi\sqrt{m/k}$.

Ответ: Цель опытов — изучение зависимостей периодов колебаний математического и пружинного маятников от их параметров. Порядок выполнения включает измерение времени некоторого числа колебаний для расчёта периода при разных параметрах (длина для математического маятника, масса и жёсткость для пружинного). Результаты показывают, что период математического маятника зависит от его длины ($T \sim \sqrt{l}$), а период пружинного маятника — от массы груза и жёсткости пружины ($T \sim \sqrt{m/k}$).

2. Чему соответствуют отрезки OA и OT на графике (см. рис. 108)?

Решение

На типичном графике колебательного движения по оси ординат (вертикальной) откладывают смещение тела от положения равновесия $x$, а по оси абсцисс (горизонтальной) — время $t$. Положение равновесия соответствует $x=0$. Точка O обычно является началом координат $(0, 0)$.

Отрезок OA на таком графике, отложенный по вертикальной оси от положения равновесия (точка О) до точки максимального смещения (точка А), представляет собой амплитуду колебаний. Амплитуда — это модуль максимального смещения колеблющегося тела от положения равновесия. Обозначается буквой $A$ или $x_{max}$.

Отрезок OT, отложенный по горизонтальной оси времени, как правило, соответствует времени одного полного колебания. То есть, если в момент времени $t=0$ система начала колебаться, то в момент времени $t=T$ она совершит одно полное колебание и вернётся в исходное состояние (то же положение и та же скорость). Эта величина называется периодом колебаний и обозначается буквой $T$.

Ответ: Отрезок OA на графике соответствует амплитуде колебаний, а отрезок OT — периоду колебаний.

3. Какие колебания называют ...

Решение

Текст вопроса на изображении обрывается. Если предположить, что вопрос был «Какие колебания называют затухающими?», то ответ следующий:

Затухающими называют колебания, энергия которых со временем уменьшается из-за сил сопротивления или трения. Внешне это проявляется в том, что амплитуда колебаний постепенно спадает до нуля. В реальном мире любые колебания, предоставленные сами себе (свободные колебания), являются затухающими. Например, маятник, выведенный из положения равновесия, со временем остановится из-за сопротивления воздуха и трения в точке подвеса.

Ответ: Затухающими называют колебания, амплитуда которых с течением времени уменьшается.