Номер 1, страница 191 - гдз по физике 9 класс учебник Шахмаев, Бунчук

Глава 10. Механические колебания и волны. Параграф 41. Период колебаний пружинного маятника - номер 1, страница 191.

Условие.

1. Каковы причины колебаний пружинного маятника?

Решение.

1. Колебания пружинного маятника, как и любые другие механические колебания, возникают при одновременном выполнении нескольких условий. Основными причинами, вызывающими и поддерживающими эти колебания, являются:

1. Наличие возвращающей силы. Для того чтобы начались колебания, систему необходимо вывести из положения равновесия (например, оттянуть или сжать пружину). После этого на тело начинает действовать сила, стремящаяся вернуть его в исходное положение. В случае пружинного маятника этой силой является сила упругости пружины. Согласно закону Гука, она пропорциональна смещению $\text{x}$ от положения равновесия и направлена в противоположную сторону: $F_{упр} = -kx$, где $\text{k}$ – жёсткость пружины. Эта сила всегда направлена к положению равновесия.

2. Инертность колеблющегося тела. Когда тело под действием возвращающей силы движется к положению равновесия, его скорость увеличивается. В момент прохождения положения равновесия возвращающая сила становится равной нулю, но благодаря инерции тело не останавливается, а продолжает движение. Пройдя положение равновесия, тело снова смещается, что приводит к возникновению возвращающей силы, но уже направленной в обратную сторону. Эта сила тормозит тело, останавливает его в крайней точке и затем снова ускоряет к положению равновесия.

Таким образом, колебания пружинного маятника представляют собой непрерывный процесс, в котором тело поочередно проходит положение равновесия благодаря своей инертности, а возвращающая сила упругости пружины постоянно стремится вернуть его обратно. Этот процесс также можно описать как непрерывное превращение потенциальной энергии деформированной пружины в кинетическую энергию движущегося тела и обратно. В реальных условиях на колебания также влияет сила трения, которая приводит к их затуханию, если нет внешнего источника энергии.

Ответ: Причинами колебаний пружинного маятника являются: 1) действие на тело возвращающей силы (силы упругости пружины), которая всегда направлена к положению равновесия, и 2) инертность колеблющегося тела, из-за которой оно проходит положение равновесия и продолжает движение.