Номер 2, страница 163 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Ответь на вопросы. § 33. Резонанс. Глава 2. Механические колебания и волны. Звук - номер 2, страница 163.

2. В чём заключается явление, называемое резонансом?

Предположительно, в первом вопросе речь идет об описании опыта, который демонстрирует явление резонанса. Обычно для этого используется установка, состоящая из нескольких маятников разной длины, подвешенных на одной общей гибкой перекладине или натянутой верёвке. Один из маятников, например, самый массивный или тот, который приводят в движение первым, выступает в роли источника вынуждающей силы. Его называют возбуждающим маятником.

Когда возбуждающий маятник начинает колебаться, его колебания через общую опору передаются всем остальным маятникам. Они начинают совершать вынужденные колебания с частотой, равной частоте колебаний возбуждающего маятника. В ходе опыта наблюдается, что маятник, длина которого совпадает с длиной возбуждающего маятника, раскачивается с наибольшей амплитудой. Амплитуда колебаний других маятников, чьи длины отличаются, остаётся незначительной.

Это объясняется тем, что собственная частота колебаний математического маятника $\nu_0$ определяется его длиной $l$ по формуле $\nu_0 = \frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{g}{l}}$. Маятники одинаковой длины имеют одинаковые собственные частоты. Когда частота вынуждающей силы совпадает с собственной частотой системы, наступает резонанс, что и проявляется в виде максимального увеличения амплитуды.

Ответ: Опыт с маятниками на общей опоре демонстрирует явление резонанса: маятник, чья собственная частота колебаний совпадает с частотой вынуждающей силы, колеблется с максимальной амплитудой.

2. В чём заключается явление, называемое резонансом?

Резонанс — это физическое явление, заключающееся в резком увеличении амплитуды вынужденных колебаний в какой-либо системе. Это происходит в том случае, когда частота внешнего периодического воздействия (вынуждающая частота) приближается к значению собственной частоты системы.

Любая колебательная система имеет одну или несколько собственных (резонансных) частот, на которых она колеблется, будучи выведенной из состояния равновесия. Если на такую систему действовать внешней силой, изменяющейся с частотой, близкой к одной из собственных, система начинает очень эффективно поглощать энергию от внешнего источника. Эта энергия идет на увеличение размаха (амплитуды) колебаний.

Ответ: Резонанс — это явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наступает при совпадении частоты внешней вынуждающей силы с собственной частотой колебательной системы.

3. К каким колебаниям — свободным или вынужденным — относится резонанс?

Явление резонанса характерно исключительно для вынужденных колебаний. Важно различать эти два типа колебаний:

• Свободные колебания — это колебания, которые система совершает за счет первоначально полученной энергии после выведения ее из положения равновесия. Они происходят на собственной частоте системы и в реальных условиях всегда являются затухающими из-за потерь энергии (например, на трение).

• Вынужденные колебания — это колебания, которые происходят под действием внешней, периодически изменяющейся силы. Эти колебания являются незатухающими (пока действует внешняя сила) и совершаются на частоте этой силы, а не на собственной частоте системы.

Резонанс возникает как особый режим вынужденных колебаний, а именно, когда частота вынуждающей силы совпадает с собственной частотой системы. В этом случае амплитуда установившихся вынужденных колебаний достигает своего максимального значения.

Ответ: Резонанс относится к вынужденным колебаниям.