Номер 5, страница 116 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 2. Механические колебания и волны. Параграф 25. Период колебаний математического и пружинного маятников. Вопросы для самопроверки - номер 5, страница 116.

Условие.

5. Какие колебания называют собственными?

Решение.

Собственными (или свободными) колебаниями называют колебания, которые возникают в колебательной системе после того, как она была выведена из положения устойчивого равновесия и предоставлена самой себе. Эти колебания происходят под действием только внутренних сил системы, без воздействия внешних периодических сил.

Основным условием для возникновения собственных колебаний является наличие в системе возвращающей силы, которая при отклонении тела от положения равновесия стремится вернуть его в это положение. Например, для пружинного маятника это сила упругости пружины, а для математического маятника — составляющая силы тяжести.

В идеализированной системе, где нет потерь энергии (например, на трение), собственные колебания являются незатухающими (гармоническими) и происходят с постоянной амплитудой. Частота, с которой происходят такие колебания, называется собственной частотой колебаний. Она определяется исключительно внутренними свойствами (параметрами) системы. Например, для пружинного маятника собственная циклическая частота равна $ω_0 = \sqrt{\frac{k}{m}}$, где $\text{k}$ – жесткость пружины, а $\text{m}$ – масса груза; для математического маятника собственная циклическая частота равна $ω_0 = \sqrt{\frac{g}{l}}$, где $\text{g}$ – ускорение свободного падения, а $\text{l}$ – длина нити.

В реальных физических системах всегда существуют силы сопротивления (трение, сопротивление воздуха), из-за которых механическая энергия системы постепенно уменьшается. В результате амплитуда собственных колебаний со временем убывает. Такие колебания называют затухающими.

Примерами собственных колебаний являются колебания качелей после одного толчка, вибрация струны музыкального инструмента после щипка, колебания груза на пружине после его отклонения от положения равновесия.

Ответ: Собственные колебания — это колебания, которые совершает система под действием внутренних сил после того, как она была выведена из положения равновесия. Они происходят при отсутствии внешних периодически действующих сил и характеризуются собственной частотой, зависящей от параметров самой системы.