Ответы на вопросы §29 ГДЗ Перышкин 9 класс (Физика)
- По рисункам 81 и 83 расскажите о цели, порядке выполнения и результатах изображённых опытов.
- Чему соответствуют отрезки ОА и ОТ на графике (см. рис. 82)?
- Какие колебания называются гармоническими?
- Что представляет собой модель математического маятника?
- При каких условиях реальный нитяной маятник будет совершать колебания, близкие к гармоническим?
- Как меняются действующая на тело сила, его ускорение и скорость при совершении им гармонических колебаний?
- Как нужно изменить длину нити, чтобы увеличить период колебаний математического маятника?
- Заменив пружину в опыте по изучению колебаний пружинного маятника, мальчик получил период колебаний в 2 раза меньше. Что можно сказать о жёсткости второй пружины по сравнению с первой?
- Что можно показать с помощью опыта, изображённого на рисунке 65?
1. Опыт ставят для выяснения закона, по которому меняются координаты колебаний пружинного маятника, и для получения графика этой зависимости. Для этого сосуд с отверстием внизу, заполненный песком, прикрепляют к маятнику, под ним кладут длинную бумажную ленту, затем маятник приводят в движение, а ленту перемещают с постоянной скоростью в плоскости, перпендикулярной плоскости колебаний. На ленте получается кривая, по которой можно судить о характере колебаний.
2. Отрезок $$OA$$ соответствует амплитуде колебаний, а отрезок $$OT$$ — периоду колебаний.
3. Гармонические колебания — это колебания, при которых физическая величина изменяется со временем по гармоническому закону, то есть по синусоиде или косинусоиде.
4. Модель математического маятника — это тело малых размеров, подвешенное на тонкой нерастяжимой нити, массой которой можно пренебречь по сравнению с массой тела.
5. Реальный нитяной маятник совершает колебания, близкие к гармоническим, если масса шарика намного больше массы нити, шарик можно считать материальной точкой, длина нити значительно больше размеров шарика, а амплитуда колебаний и трение малы.
6. При гармонических колебаниях сила, ускорение и скорость изменяются со временем по синусоидальному закону. При этом сила и ускорение направлены к положению равновесия, а скорость меняет знак при переходе через него.
7. Чтобы увеличить период колебаний математического маятника, нужно увеличить длину нити, так как
$$T=2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}.$$
Следовательно, при увеличении $$l$$ период $$T$$ возрастает.
8. Период колебаний пружинного маятника определяется формулой
$$T=2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}.$$
Если период стал в 2 раза меньше, то
$$T_2=\frac{T_1}{2}.$$
Тогда
$$2\pi\sqrt{\frac{m}{k_2}}=\frac{1}{2}\cdot 2\pi\sqrt{\frac{m}{k_1}},$$
откуда
$$\sqrt{\frac{1}{k_2}}=\frac{1}{2}\sqrt{\frac{1}{k_1}}, \qquad k_2=4k_1.$$
Значит, вторая пружина в 4 раза жёстче первой.
Дополнительно. Опыт, изображённый на рисунке 65, показывает, что колебания нитяного маятника являются гармоническими, то есть происходят по синусоидальному закону.
