ГДЗ до параграфа 14: Коливальний рух. Амплітуда, період і частота - Фізика 7 клас (Бар’яхтар, 2024)

1. Чому коливальний рух є періодичним?

Коливальний рух є періодичним, оскільки рух тіла або зміна його стану повторюється через однакові проміжки часу.

2. Наведіть приклади коливань.

Приклади коливань: рух гойдалки, коливання струни гітари, биття серця, рух поршня у двигуні автомобіля.

3. Наведіть приклади маятників.

Приклади маятників: маятник у старовинному годиннику, гойдалка, вантаж на нитці, дитяча іграшка "йо-йо".

4. Дайте означення амплітуди, періоду, частоти коливань. У яких одиницях вимірюють ці фізичні величини?

• Амплітуда (A) – максимальне відхилення від положення рівноваги (вимірюється в метрах, м).
• Період (T) – час одного повного коливання (вимірюється в секундах, с).
• Частота (ν або f) – кількість коливань за одиницю часу (вимірюється в герцах, Гц).

5. Яка залежність пов’язує між собою частоту і період коливань?

Частота і період є взаємно оберненими величинами: ν = 1/T.

6. Які коливання називають затухаючими? незатухаючими?

• Затухаючі коливання – це коливання, амплітуда яких з часом зменшується через втрати енергії (наприклад, опір повітря).
• Незатухаючі коливання – це ідеалізовані коливання з постійною амплітудою, які можливі лише за відсутності втрат енергії або за умови її постійного поповнення.

1. Під час коливань тіло рухається від крайнього лівого положення до крайнього правого. Відстань між цими двома положеннями становить 4 см. Визначте амплітуду коливань тіла.

Розв'язання: Амплітуда – це половина відстані між крайніми положеннями. A = 4 см / 2 = 2 см.

2. За хвилину маятник здійснив 30 коливань. Визначте період коливань маятника.

Розв'язання: t = 1 хв = 60 с; N = 30. T = t / N = 60 с / 30 = 2 с.

3. Період коливань дорівнює 0,5 с. Визначте частоту коливань.

Розв'язання: ν = 1 / T = 1 / 0,5 с = 2 Гц.

4. Скільки коливань здійснить тіло за 2 хв, якщо частота його коливань становить 4 Гц?

Розв'язання: t = 2 хв = 120 с; ν = 4 Гц. N = ν • t = 4 Гц • 120 с = 480 коливань.

5. Наведіть приклади коливальних рухів, які не згадано в параграфі. З’ясуйте, які це коливання: затухаючі або незатухаючі.

• Коливання гілки дерева на вітрі – затухаючі коливання (якщо вітер припиниться).
• Коливання мембрани динаміка – незатухаючі (вимушені), доки подається електричний сигнал.

6. Поплавок, що коливається на воді, піднімається та опускається 2 рази за 3 с. Який шлях долає поплавок за хвилину, якщо відстань між його крайніми положеннями становить 5 см?

Розв'язання:

Частота: ν = 2 коливання / 3 с = 2/3 Гц.

Кількість коливань за хвилину: N = ν • t = (2/3 Гц) • 60 с = 40 коливань.

За одне коливання тіло проходить шлях, що дорівнює чотирьом амплітудам. Амплітуда A = 5 см / 2 = 2,5 см. Отже, шлях за одне коливання: S₁ = 4A = 4 • 2,5 см = 10 см.

Загальний шлях за хвилину: S = N • S₁ = 40 • 10 см = 400 см = 4 м.

7. «Котра година?» – це питання ставлять протягом століть. Дізнайтеся про історію створення маятникового годинника та підготуйте повідомлення.

Ідея використання маятника для вимірювання часу належить Галілео Галілею, який помітив, що період коливань маятника залежить тільки від його довжини. Перший працюючий маятниковий годинник сконструював голландський вчений Християн Гюйгенс у 1656 році. Цей винахід значно підвищив точність годинників і залишався найточнішим приладом для вимірювання часу протягом майже 300 років, до появи кварцових годинників.