Номер 3, страница 118 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 2. Механические колебания и волны. Параграф 25. Период колебаний математического и пружинного маятников. Задание 24 - номер 3, страница 118.

Условие.

3. Как влияют изменения температуры на ход маятниковых часов?

Решение.

Как влияют изменения температуры на ход маятниковых часов?

Изменения температуры напрямую влияют на точность хода маятниковых часов. Это связано с физическим явлением теплового расширения, которому подвержены материалы, из которых изготовлен маятник.

Принцип работы маятниковых часов основан на постоянстве периода колебаний маятника. Для идеального математического маятника период колебаний $\text{T}$ зависит от его длины $\text{l}$ и ускорения свободного падения $\text{g}$. Эта зависимость выражается формулой:

$T = 2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}$

Из формулы видно, что период колебаний прямо пропорционален квадратному корню из длины маятника. Стержень маятника, как правило, металлический, и его длина изменяется при изменении температуры.

При повышении температуры происходит тепловое расширение материала стержня, его длина $\text{l}$ увеличивается. Увеличение длины маятника приводит к увеличению периода его колебаний $\text{T}$. Каждое колебание занимает больше времени, и часы начинают идти медленнее, то есть отставать.

При понижении температуры происходит тепловое сжатие, длина стержня $\text{l}$ уменьшается. Уменьшение длины маятника приводит к уменьшению периода колебаний $\text{T}$. Каждое колебание занимает меньше времени, и часы начинают идти быстрее, то есть спешить.

Для минимизации этого эффекта в точных часах применяют специальные конструктивные решения, например, компенсационные маятники или маятники из материалов с очень низким коэффициентом теплового расширения (например, сплав инвар).

Ответ: При повышении температуры окружающей среды маятниковые часы начинают отставать, так как длина маятника увеличивается и период его колебаний возрастает. При понижении температуры часы начинают спешить, так как длина маятника уменьшается, что приводит к уменьшению периода колебаний.