Номер 3, страница 146 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

3. Какие системы называют колебательными? Приведите примеры.

Колебательными системами называют физические или иные системы, в которых могут возникать и поддерживаться колебания. Колебания — это процессы, характеризующиеся той или иной степенью повторяемости во времени изменений состояния системы около положения её устойчивого равновесия.

Чтобы система была колебательной, она должна обладать двумя основными свойствами:

• При выведении системы из положения равновесия в ней должна возникать возвращающая сила (или аналог силы в немеханических системах), которая стремится вернуть систему в исходное состояние равновесия.
• Система должна обладать инертностью (или её аналогом), благодаря которой при возвращении в положение равновесия она не останавливается, а проходит его, продолжая движение.

В результате взаимодействия возвращающей силы и инертности и возникает колебательный процесс.

Примеры колебательных систем:

• Механические колебательные системы:
  • Математический маятник — небольшой груз, подвешенный на длинной и тонкой нити. Колебания происходят под действием составляющей силы тяжести, которая играет роль возвращающей силы.
  • Пружинный маятник — груз, прикреплённый к пружине. Возвращающей силой является сила упругости пружины, описываемая законом Гука: $F_{упр} = -kx$.
  • Физический маятник — любое твёрдое тело, совершающее колебания вокруг неподвижной оси, не проходящей через его центр масс.
  • Струна музыкального инструмента (гитары, скрипки), которая колеблется после того, как её привели в движение (щипком или смычком).
  • Качели, которые являются примером физического маятника.
• Электромагнитные колебательные системы:
  • Колебательный контур (LC-контур) — электрическая цепь, состоящая из катушки индуктивности (L) и конденсатора (C). В такой системе происходят периодические колебания электрического заряда на конденсаторе и силы тока в катушке. Энергия периодически переходит из электрического поля конденсатора в магнитное поле катушки и обратно.
• Другие примеры:
  • Атомы в кристаллической решётке твёрдого тела, которые совершают тепловые колебания около своих положений равновесия.
  • Поплавок на поверхности воды, который после вертикального смещения будет совершать колебания.
  • Мост или высотное здание, которые могут совершать колебания под действием ветра или сейсмической активности.

Ответ: Колебательными системами называют системы тел, которые способны совершать колебания, то есть периодически повторять своё движение около положения устойчивого равновесия. Это возможно благодаря наличию в системе возвращающей силы и инертности. Примерами являются: математический и пружинный маятники, колебательный контур, струна гитары.