Упражнение 27 ГДЗ 9 класс (Физика)

Ha рисунке 57 изображён металлический диск, подвешенный на трёх резиновых шнурах. Если диск немного повернуть вокруг вертикальной оси и отпустить, то он будет в течение некоторого времени поворачиваться вокруг этой оси то но ходу часовой стрелки, то против. Объясните: а) под действием какой силы происходят колебания диска; б) возникла бы эта сила или нет, если бы диск не действовал на шнуры своим весом; в) какие тела входят в эту колебательную систему; г) является ли эта система маятником.
Что общего в колебательном движении подвешенного к нити груза (см. рис. 52, а) и движении по окружности шара легкоатлетического молота (см. рис. 41)? Чем отличаются эти движения?
• Задача 1
Колебательные системы: б, г, е., т.к. движения повторяются
Системы, которые являются не колебательными: а, в, д., т.к. движения не повторяются
• Задача 2
а) под действием сил упругости, возникающих в шнурах при деформации;
б) возникла бы, т.к. деформация, вызывающая колебания, обусловлена не весом тела, а его поворотом;
в) металлический диск и три резиновых шнура;
г) является.
• Задача 3
Общее: движение по дуге окружности, влияние силы тяжести на систему
Отличие: колебательное движение обладает повторяемостью значений скорости, ускорения, координаты, энергии, а движение шара молота такой периодичностью не обладает
1. а) Шарик на горизонтальной поверхности: Если отклонить шарик в сторону, то он продолжит покоиться в новом положении, значит система не является колебательной; б) Шарик на дне чаши: Если отклонить шарик в сторону, то под действием силы тяжести он вернется в положение равновесия (на дно чаши),а затем продолжит движение в обратную сторону, значит система является колебательной; в) Шарик на выпуклой поверхности: Если отклонить шарик в сторону, то под действием силы тяжести он продолжит движение по наклонной поверхности и без действия внешних сил никогда не вернется в положение равновесия, значит система не является колебательной; г) Тонкая ветка дерева: Если отклонить ветку в сторону, то под действием силы упругости она вернется в положение равновесия, а затем продолжит движение в обратную сторону, значит система является колебательной; д) Поршень в цилиндре: Если отклонить поршень, то под действием разности сил давления воздуха внутри и снаружи цилиндра, он вернется в положение равновесия, но затем его движение прекратится, значит система не является колебательной; е) Пружинный маятник: Если отклонить груз вниз, то под действием силы упругости пружины он вернется в положение равновесия и продолжит движение вверх, значит система является колебательной; Ответ: а, в, д-не являются; б, г, е-являются.
2. а) Колебания диска происходят под действием силы упругости резиновых шнуров, которая возникает при их деформации, то есть скручивании; б) Согласно третьему закону Ньютона, диск должен действовать на нити с такой же по модулю силой, с которой они действуют на него; Так как в данном случае единственной возможной силой, с которой может действовать груз, является его вес, то без него сила упругости в нитях возникнуть не могла; в) Данная колебательная система состоит из диска, резиновых шнуров и Земли, необходимой для возникновения веса у груза; Ответ: а) сила упругости шнуров; б) не могла; в) диск, резиновые шнуры, Земля.
3.
1) Общие параметры в колебательном движении подвешенного к нити груза и движении по окружности шара легкоатлетического молота: — Траектория движения является криволинейной и имеет форму дуги окружности; — Координата тела, вектор скорости и вектор ускорения периодически повторяются; — На движение влияет сила тяжести; — Тело имеет постоянную полную механическую энергию;
2) Подвешенный к нити груз: — Движение происходит за счет начального запаса энергии; — Модули векторов скорости и ускорения периодически повторяются; — Значения потенциальной и кинетической энергии тела периодически повторяются; — Вектор равнодействующей сил направлен против движения груза и значение ее модуля периодически повторяется;
3) Легкоатлетический молот: — Движение происходит за счет постоянной положительной работы внешней силы; — Модули векторов скорости и ускорения постоянны; — Значения потенциальной и кинетической энергии тела постоянны; — Вектор равнодействующей сил направлен в сторону движения груза и значение ее модуля является постоянным;

Решение

1. Колебательными являются системы б, г, е, так как в них движение повторяется. Не являются колебательными системы а, в, д, так как их движение не повторяется.

2.

а) Колебания диска происходят под действием силы упругости резиновых шнуров, возникающей при их деформации, то есть при скручивании.

б) Не возникла бы, так как деформация, вызывающая колебания, обусловлена не весом тела, а его поворотом.

в) В колебательную систему входят металлический диск, три резиновых шнура и Земля.

г) Да, является.

3. Общее в движении подвешенного к нити груза и шара легкоатлетического молота: траектория криволинейна и имеет форму дуги окружности; на движение влияет сила тяжести; координата, скорость и ускорение изменяются периодически.

Отличие: у подвешенного груза движение является колебательным и происходит за счёт начального запаса энергии, а у молота движение по окружности поддерживается постоянной работой внешней силы; поэтому у груза значения скорости, ускорения и энергии периодически повторяются, а у молота они постоянны.