Решебник по физике 9 класс Перышкин §29

Механические колебания — движения тела, повторяющиеся около положения равновесия. Примеры — движение маятника и колебания груза на пружине.

При приближении к O сила упругости направлена по движению и увеличивает скорость шарика. После прохождения O она направлена против движения и уменьшает скорость. В крайних положениях шарик останавливается и начинает двигаться обратно.

В положении равновесия сила упругости равна нулю, но скорость шарика максимальна. По инерции он продолжает движение, после чего возникает направленная обратно сила упругости.

Свободные колебания происходят под действием внутренних сил системы после её первоначального выведения из положения равновесия.

Колебательные системы способны совершать свободные колебания. Общее свойство — наличие положения устойчивого равновесия и возвращающих сил при отклонении от него. Примеры: груз на пружине и шарик на нити вместе с Землёй.

Колебательные системы показаны на рисунках б, г, д, е: шарик на дне чаши, упругая ветка, поршень с газом при уравновешенном давлении и пружинный маятник. У них есть устойчивое равновесие, и при отклонении возникают силы, возвращающие систему. На горизонтальной плоскости равновесие шарика безразличное, а на вершине выпуклой поверхности — неустойчивое, поэтому системы а и в в данном виде не являются колебательными.

а) Диск колеблется под действием сил упругости деформированных резиновых шнуров: после поворота они стремятся вернуть его в исходное положение. б) Для такого подвеса вес диска растягивает и натягивает шнуры; без веса они не имели бы показанного натяжения, и описанный возвращающий момент не возник бы. в) Система включает диск, резиновые шнуры с закреплёнными концами и Землю.

В обоих случаях шар движется по дуге окружности, а нить или трос действует на него силой натяжения. Нитяной маятник движется между крайними положениями, периодически меняя направление и модуль скорости; молот при равномерном вращении движется непрерывно в одну сторону с постоянным модулем скорости. Колебания маятника после отклонения могут быть свободными, а вращение молота поддерживает спортсмен.

1. Этот опыт ставят для выяснения закона, по которому меняются координаты колебаний пружинного маятника и как будет выглядеть

данная зависимость на графике. Рассмотрим опыт: сосуд (с отверстием внизу), заполненный песком, прикрепляют к маятнику, под который кладут длинную бумажную ленту, после чего маятник приводят в движение, а ленту перемещают с некоторой постоянной скоростью в плоскости, перпендикулярной плоскости колебании, в результате получается кривая

2. Данная кривая называется синусоидой, ОА амплитуда колебаний,

ОТ период колебаний.

3. Гармонические колебания - колебания, при которых физическая величина изменяется с течением времени по гармоническому (синусоидальному, косинусоидальному) закону.

4. Математический маятник небольших размеров,

подвешенное на тонкой нерастяжимой (неменяющейся) нити, масса

5. Реальный нитяной маятник совершает колебания, близкие к

гармоническим в случае если он представляет собой шар массой

намного больше массы плохо растяжимой нити, на которой он

подвешен, диаметр шара пренебрежимо мал по сравнению с длиной

нити, а амплитуда колебании и возникающее трение незначительны.

6. Сила, ускорение и скорость будут меняться по закону синуса или

косинуса.

7. Так как период Т зависит от длины, то при увеличении длины увеличивается период.

8. Чем жестче пружина, тем период колебаний меньше, Соответственно вторая пружина по отношению к первой в 2 раза жестче.

1. Под шарик из стали маятника поднесем сильный магнит, что равносильно увеличению земного притяжения. Период колебания математического маятника уменьшается с увеличением ускорения свободного падения

2. Период колебаний не зависит ни от его массы, ни от его амплитуды