Ответьте на вопросы, страница 171 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Почему волны образуются только в упругой среде?

2. Почему в газах и жидкостях возможны только продольные волны?

3. Почему тела не переносятся волной?

1. Почему волны образуются только в упругой среде?
Волна представляет собой процесс распространения колебаний в пространстве. Для того чтобы колебания могли передаваться от одной точки среды к другой, между частицами этой среды должны существовать силы взаимодействия. Упругость — это свойство среды, благодаря которому в ней возникают силы, стремящиеся вернуть частицы в их исходное положение равновесия после смещения. Когда одна из частиц среды начинает колебаться, она, благодаря упругим связям, воздействует на соседние частицы, заставляя их тоже совершать колебания. Этот процесс последовательно передается все дальше и дальше, формируя волну. В неупругой среде (например, в песке или пластилине) смещенные частицы не возвращаются в исходное положение, и колебания не распространяются, а затухают практически сразу. Таким образом, наличие упругих сил, связывающих частицы среды, является фундаментальным условием для возникновения и распространения волн.

Ответ: Волны могут образовываться только в упругой среде, так как для распространения волны необходимо, чтобы частицы среды, смещенные из положения равновесия, стремились вернуться обратно под действием упругих сил и передавали это движение соседним частицам.

2. Почему в газах и жидкостях возможны только продольные волны?
Волны делятся на два основных типа: продольные и поперечные. В продольных волнах частицы среды колеблются вдоль направления распространения волны, создавая чередующиеся области сжатия и разрежения. Для возникновения таких волн среда должна обладать упругостью по отношению к деформации сжатия (изменению объема). В поперечных волнах частицы колеблются перпендикулярно направлению распространения волны. Для их существования требуется, чтобы среда сопротивлялась деформации сдвига (изменению формы). Твердые тела обладают упругостью как сжатия, так и сдвига, поэтому в них могут распространяться оба типа волн. Газы и жидкости, в свою очередь, легко меняют свою форму и практически не сопротивляются сдвигу (они текут). Из-за отсутствия упругости сдвига поперечные волны в объеме газов и жидкостей распространяться не могут. Однако они сопротивляются сжатию, поэтому в них могут существовать и распространяться только продольные волны, связанные с изменением давления и плотности.

Ответ: В газах и жидкостях возможны только продольные волны, поскольку эти среды обладают упругостью по отношению к деформациям сжатия (изменению объема), но практически не обладают упругостью сдвига (сопротивлением изменению формы), которая необходима для распространения поперечных волн.

3. Почему тела не переносятся волной?
Фундаментальное свойство любой волны заключается в том, что она переносит энергию и импульс, но не переносит вещество. Частицы среды, в которой распространяется волна, служат лишь передатчиками этого процесса. Каждая отдельная частица совершает колебательные движения около своего устойчивого положения равновесия. Она не перемещается вместе с волной на большие расстояния. Хорошей аналогией является поплавок на воде: когда по поверхности проходит волна, поплавок поднимается и опускается, совершая колебания, но в целом остается на том же месте. Точно так же частицы воздуха при прохождении звуковой волны колеблются вперед-назад, но не летят от источника звука к уху слушателя. Перемещается само возмущение (колебание), которое последовательно охватывает все новые и новые частицы среды, но не сами частицы.

Ответ: Тела не переносятся волной, потому что волна — это перенос энергии без переноса вещества. Частицы среды, через которую проходит волна, совершают лишь колебательные движения около своих положений равновесия, передавая энергию дальше, но не перемещаясь вместе с волной.