Номер 6, страница 167 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Ответь на вопросы. § 34. Распространение колебаний в среде. Волны. Глава 2. Механические колебания и волны. Звук - номер 6, страница 167.

6. Какие волны — поперечные или продольные — являются волнами сдвига; волнами сжатия и разрежения?

Поперечные волны являются волнами сдвига. Это связано с тем, что при их распространении колебания частиц среды происходят перпендикулярно направлению движения волны, что вызывает деформацию сдвига — смещение одних слоев среды относительно других. Для возникновения таких волн среда должна обладать упругостью формы, что характерно для твердых тел.

Продольные волны являются волнами сжатия и разрежения. В этом случае колебания частиц происходят вдоль направления распространения волны. Это приводит к созданию в среде чередующихся областей с повышенной плотностью и давлением (области сжатия) и с пониженной плотностью и давлением (области разрежения).

Ответ: Волнами сдвига являются поперечные волны; волнами сжатия и разрежения — продольные волны.

7. Вопрос, вероятно, звучит так: "Почему поперечные волны не распространяются в газах и жидкостях?".

Решение

Распространение поперечных волн связано с возникновением в среде деформации сдвига. Для того чтобы такая деформация могла передаваться от точки к точке, среда должна обладать упругостью формы, то есть способностью сопротивляться сдвигу. Эта способность характеризуется физической величиной — модулем сдвига.

1. Твердые тела имеют упорядоченную структуру (например, кристаллическую решетку) с прочными межатомными или межмолекулярными связями. Благодаря этим связям твердые тела сопротивляются изменению формы (сдвигу) и имеют ненулевой модуль сдвига. Поэтому в них могут возникать упругие силы, возвращающие частицы в положение равновесия, что и обеспечивает распространение поперечных волн.

2. Жидкости и газы (флюиды) не имеют постоянной формы. Молекулы в них не связаны жестко и могут легко перемещаться друг относительно друга. Из-за этого жидкости и газы практически не сопротивляются деформации сдвига (их модуль сдвига считается равным нулю). Если попытаться сдвинуть один слой жидкости или газа относительно другого, он не будет стремиться вернуться в исходное положение, а просто "потечет".

Поскольку в жидкостях и газах отсутствуют упругие силы, противодействующие сдвигу, передача поперечных колебаний от частицы к частице в объеме этих сред невозможна.

Примечание: На свободной поверхности жидкости могут существовать поперечные волны (например, волны на воде). Однако их природа связана не с упругостью сдвига в объеме, а с действием силы тяжести и сил поверхностного натяжения.

Ответ: Поперечные волны являются волнами сдвига. Газы и жидкости, в отличие от твердых тел, не обладают упругостью формы (их модуль сдвига равен нулю), то есть они не сопротивляются сдвигу. Из-за отсутствия упругих сил, которые могли бы вернуть смещенные слои среды в исходное положение, поперечные волны в объеме газов и жидкостей не распространяются.