Упражнение 30 ГДЗ Перышкин 9 класс (Физика)
Маятник $$3$$ (см. рис. 68, б) совершает свободные колебания.
а) Какие колебания — свободные или вынужденные — будут совершать при этом маятники $$1$$, $$2$$ и $$4$$?
б) Каковы собственные частоты маятников $$1$$, $$2$$ и $$4$$ по сравнению с частотой колебаний маятника $$3$$?
Вода, которую мальчик несёт в ведре, начинает сильно расплёскиваться. Мальчик меняет темп ходьбы (или просто «сбивает ногу»), и расплёскивание прекращается. Почему так происходит?
Собственная частота качелей равна $$0{,}5\ \text{Гц}$$. Через какие промежутки времени нужно подталкивать их, чтобы раскачать как можно сильнее, действуя относительно небольшой силой?
а) Маятники 1, 2 и 4 будут совершать вынужденные колебания, так как на них действует периодически изменяющаяся внешняя сила со стороны шнура.
б) Собственная частота колебаний маятника зависит от длины подвеса: чем меньше длина, тем больше частота, и наоборот.
- у маятника 2 длина меньше, значит его собственная частота больше частоты маятника 3;
- у маятника 1 длина такая же, значит его собственная частота равна частоте маятника 3;
- у маятника 4 длина больше, значит его собственная частота меньше частоты маятника 3.
Задача 2
Вода в ведре начинает сильно расплёскиваться из-за резонанса: частота шагов мальчика совпадает с собственной частотой колебаний ведра с водой, и амплитуда колебаний возрастает.
Когда мальчик меняет темп ходьбы, частота вынуждающей силы изменяется, совпадение частот нарушается, и резонанс прекращается.
Задача 3
Дано: $$\nu=0{,}5\ \text{Гц}$$
Найти: $$t-?$$
Ход решения:
Чтобы раскачать качели как можно сильнее небольшой силой, нужно действовать с частотой, равной собственной частоте качелей. Тогда промежуток времени между подталкиваниями равен периоду колебаний:
$$T=\frac{1}{\nu}$$
$$T=\frac{1}{0{,}5}=2\ \text{с}$$
Значит, подталкивать качели нужно через каждые 2 секунды.
Ответ: $$2\ \text{с}$$
