Алгебра
Английский
Биология
География
Геометрия
История
Русский
Обществознание
Физика
Химия
Информатика
Литература
МатематикаРешебник по физике 9 класс Перышкин ФГОС §32
§32
Затухающие колебания. Вынужденные колебания
Стр. 158
Вопросы после параграфа
-
Согласно закону сохранения энергии, если потери энергии на преодоление сил трения при движении маятника пренебрежимо малы, то механическую энергию маятника в любой момент времени можно считать одинаковой и равной той потенциальной энергии, которую мы изначально сообщили маятнику. Поэтому, рассматривая колебания маятника, мы считаем, что его отклонения от положения равновесия в обе стороны одинаковы.
Добавить текст Вернуть оригинал -
В реальных условиях механическая энергия расходуется, например, на совершение работы по преодолению сил сопротивления воздуха, переходя при этом во внутреннюю энергию, поэтому амплитуда колебаний постепенно уменьшается, и через некоторое время колебания прекращаются. Такие колебания называют затухающими. Чем больше силы сопротивления движения, тем быстрее прекращаются колебания.
Добавить текст Вернуть оригинал -
Колебания в воде затухают быстрее, чем в воздухе, так как вода оказывает большую силу сопротивления движению колебаний.
Добавить текст Вернуть оригинал -
Свободные колебания всегда затухающие, так как весь запас энергии, первоначально сообщенный колебательной системе, в конце концов тратится на совершение работы по преодолению сил трения и сопротивления среды (т.е. механическая энергия переходит во внутреннюю). Чтобы колебания были незатухающими, необходимо восполнять потери энергии за каждый период колебаний. Это можно осуществить, воздействуя на колеблющееся тело периодически изменяющейся силой.
Добавить текст Вернуть оригинал -
Частота установившихся вынужденных колебаний равна частоте вынуждающей силы.
Добавить текст Вернуть оригинал -
Вынужденные колебания происходят до тех пор, пока действует вынуждающая сила.
Добавить текст Вернуть оригинал
Обсуди с товарищем
Шарик мог остановиться из-за трения, не дойдя до точки О (рис. 97), только в том случае, когда сила трения будет больше силы упругости пружины.
Добавить текст Вернуть оригиналУпражнение 31
| Направление движения маятника |
Сила упругости Fупр |
Скорость ν |
Потенциальная энергия Еп |
Кинетическая энергия Ек |
Механическая энергия Eп + Ек |
|
|---|---|---|---|---|---|---|
| в реальных условиях | В идеальных условиях | |||||
| От В к О | Уменьш. | Увел. | Уменьш. | Увел. | Уменьш. | Не измен. |
| От О к А | Увел. | Уменьш. | Увел. | Уменьш. | Уменьш. | Не измен. |
| От А к О | Уменьш. | Увел. | Уменьш. | Увел. | Уменьш. | Не измен. |
| От О к В | Увел. | Уменьш. | Увел. | Уменьш. | Уменьш. | Не измен. |
-
А) Потенциальная энергия шарика в точке А равна потенциальной энергии в точке В 0,01 Дж.
Добавить текст Вернуть оригиналПотенциальная энергия шарика в точке О равна нулю, так как там максимальная кинетическая энергия.
Добавить текст Вернуть оригинал
Б) Кинетическая энергия шарика в точке В равна нулю, так как там максимальная потенциальная энергия.
Добавить текст Вернуть оригиналКинетическая энергия шарика в точке О равна 0,01 Дж, так как там максимальная она максимальна.
Добавить текст Вернуть оригиналКинетическая энергия шарика в точке А равна нулю, так как там максимальная потенциальная энергия.
Добавить текст Вернуть оригиналВ) Полная механическая энергия шарика в точках В, D, O, С и А равна 0,01 Дж.
Добавить текст Вернуть оригинал|
Дано: h = 5 см |
CИ 0,05 м |
Решение: По закону сохранения энергии: mgh = \(\frac{m\nu^{2}}{2}\) / :m gh = \(\frac{\nu^{2}}{2}\) ν = \(\sqrt{2\text{gh}}\) ν = \(\sqrt{2 \times 10 \times 0,05}\) = 1 (м/с) Добавить текст Вернуть оригиналОтвет: ν = 1 м/с. |
|---|---|---|
| ν – ? |
-
Кинетическая энергия шарика при прохождения положения равновесия равна энергии системы Ек = \(\frac{m\nu^{2}}{2}\) . Так как Ек уменьшилась 2 раза, то скорость уменьшилась в \(\sqrt{2}\) раз и стала равна ν = \(\frac{1\ м/с}{\sqrt{2}}\) = \(\frac{1\ }{\sqrt{2}}\) = \(\frac{\sqrt{2}\ }{2}\) = 0,71 м/с.
Добавить текст Вернуть оригинал
Задание 12
Так как длины маятников одинаковы, то они будут колебаться с равными частотами. Силы сопротивления, действующие на гайки будут тоже равными. При отклонении на одинаковый угол маятник с большей массой получит больший запас энергии (Еп = mgh), поэтому маятник с большей инертностью будет колебаться дольше.
Добавить текст Вернуть оригинал
