ГДЗ параграф 32 Физика 9 класс Перышкин ФГОС

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.
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.
Колебания в воде затухают быстрее, чем в воздухе, так как вода оказывает большую силу сопротивления движению колебаний.
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.
Частота установившихся вынужденных колебаний равна частоте вынуждающей силы.
Вынужденные колебания происходят до тех пор, пока действует вынуждающая сила.

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.

Направление движения маятника	Сила упругости F_упр	Скорость ν	Потенциальная энергия Е_п	Кинетическая энергия Е_к	Механическая энергия E_п + Е_к
Направление движения маятника	Сила упругости F_упр	Скорость ν	Потенциальная энергия Е_п	Кинетическая энергия Е_к	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.

Потенциальная энергия шарика в точке О равна нулю, так как там максимальная кинетическая энергия.

Б) Кинетическая энергия шарика в точке В равна нулю, так как там максимальная потенциальная энергия.

Кинетическая энергия шарика в точке О равна 0,01 Дж, так как там максимальная она максимальна.

Кинетическая энергия шарика в точке А равна нулю, так как там максимальная потенциальная энергия.

В) Полная механическая энергия шарика в точках В, D, O, С и А равна 0,01 Дж.

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)

Ответ: ν = 1 м/с.

ν – ?

Кинетическая энергия шарика при прохождения положения равновесия равна энергии системы Е_к = \(\frac{m\nu^{2}}{2}\) . Так как Е_к 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.

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 (Е_п = mgh), поэтому маятник с большей инертностью будет колебаться дольше.

Решебник по физике 9 класс Перышкин ФГОС §32