Упражнение 29 ГДЗ Перышкин 9 класс (Физика)
- Горизонтальный пружинный маятник, изображённый на рисунке 53, отвели в сторону и отпустили. Как меняются перечисленные в таблице 1 величины при движении маятника на указанных участках его пути? Перечертите таблицу в тетрадь и заполните её.
Направление движения маятника Сила упругости $$F_{\text{упр}}$$ Скорость $$v$$ Потенциальная энергия $$E_{\text{п}}$$ Кинетическая энергия $$E_{\text{к}}$$ Полная механическая энергия В реальных условиях; в идеальных условиях От В к О От О к А От А к О От О к В - На рисунке 67 изображён шарик на нити, колеблющийся без трения между точками А и В. Находясь в точке В, этот маятник обладает потенциальной энергией, равной $$0{,}01\ \text{Дж}$$ относительно горизонтали, принятой за нулевой уровень отсчёта потенциальной энергии. Чему равна:
а) потенциальная энергия шарика в точках А и О;
б) кинетическая энергия шарика в точках В, О и А;
в) полная механическая энергия шарика в точках В, D, О, C и А? - Рассмотрите рисунок 56 и скажите, какие из тел способны совершать:
свободные колебания;
вынужденные колебания.
Ответ обоснуйте. - Могут ли происходить:
а) вынужденные колебания в колебательной системе;
б) свободные колебания в системе, не являющейся колебательной?
Приведите примеры.
1) При движении пружинного маятника от точки к точке меняются так:
| Направление движения маятника | Сила упругости $$F_{\text{упр}}$$ | Скорость $$v$$ | Потенциальная энергия $$E_{\text{п}}$$ | Кинетическая энергия $$E_{\text{к}}$$ | Полная механическая энергия в реальных условиях | Полная механическая энергия в идеальных условиях |
|---|---|---|---|---|---|---|
| От $$B$$ к $$O$$ | уменьшается | увеличивается | уменьшается | увеличивается | уменьшается | постоянна |
| От $$O$$ к $$A$$ | увеличивается | уменьшается | увеличивается | уменьшается | уменьшается | постоянна |
| От $$A$$ к $$O$$ | уменьшается | увеличивается | уменьшается | увеличивается | уменьшается | постоянна |
| От $$O$$ к $$B$$ | увеличивается | уменьшается | увеличивается | уменьшается | уменьшается | постоянна |
2) Полная механическая энергия шарика сохраняется:
$$E_{\text{полн}}=E_{\text{к}}+E_{\text{п}}=0{,}01\ \text{Дж}.$$
а) В точках $$A$$ и $$B$$ шарик находится на одной высоте, значит
$$E_{\text{п}A}=E_{\text{п}B}=0{,}01\ \text{Дж}, \qquad E_{\text{п}O}=0.$$
б) В крайних точках $$A$$ и $$B$$ скорость равна нулю, поэтому
$$E_{\text{к}A}=E_{\text{к}B}=0.$$
В точке $$O$$ потенциальная энергия полностью переходит в кинетическую:
$$E_{\text{к}O}=0{,}01\ \text{Дж}.$$
в) Во всех точках полная механическая энергия одинакова:
$$E_{\text{полн}A}=E_{\text{полн}B}=E_{\text{полн}O}=E_{\text{полн}C}=E_{\text{полн}D}=0{,}01\ \text{Дж}.$$
3) Свободные колебания совершают тела $$б,\,г,\,е$$, так как после отклонения от положения равновесия на них действует возвращающая сила.
Вынужденные колебания могут совершать все тела, изображённые на рисунке, если на них действует внешняя периодическая сила.
4) а) Да, могут. Например, колебания ветки дерева под действием ветра, раскачивание качелей.
б) Нет, свободные колебания возможны только в колебательной системе.
Ответ: 1) таблица заполнена как указано выше; 2) $$E_{\text{п}A}=E_{\text{п}B}=0{,}01\ \text{Дж}$$, $$E_{\text{п}O}=0$$, $$E_{\text{к}A}=E_{\text{к}B}=0$$, $$E_{\text{к}O}=0{,}01\ \text{Дж}$$, $$E_{\text{полн}}=0{,}01\ \text{Дж}$$ во всех точках; 3) свободные колебания — $$б,\,г,\,е$$; 4) а) да; б) нет.
