Колебания и волны

Решебник к сборнику задач по физике для 7- 9 классов, Перышкин А.В.

1716.Какие колебания из следующих примеров будут свободными?
а) колебания маятника часов;
б) колебание троллейбусных проводов после проезда троллейбуса;
в) колебание тронутой гитарной струны;
г) колебание крыльев колибри;
д) колебание голосовых связок при речи и пении;
е) колебание языка колокола при толчке.

Колебания и волны

 

1717. Груз, колеблющийся на пружине, за 10 с совершил 35 колебаний. Найдите период и частоту колебаний груза.

Колебания и волны

 

1718. Маятник за 1 мин совершил 300 колебаний. Чему равен период колебаний маятника? Какова частота колебаний?

Колебания и волны

 

1719. Материальная точка колеблется с частотой v=30 кГц. Определите период колебаний точки и число колебаний в минуту.

Колебания и волны

 

1720. Период колебаний крыльев стрекозы 5 мс. Муха машет крылышками с частотой 600 Гц. Какое насекомое делает больше взмахов крыльями за 1 мин? На сколько больше?

Колебания и волны

 

1721. За нектаром пчела летит со скоростью v1 = 8 м/с и машет крылышками с частотой v1 =440 Гц. Обратно, неся нектар, она летит со скоростью v2 =5м/с, и ее крылья колеблются с частотой v2 =320 Гц. Расстояние от улья до цветочного поля s=600 м. При полете в каком направлении пчела сделает больше взмахов крыльями и на сколько?

Колебания и волны

 

1722. Точка на натянутом проводе колеблется с частотой 1 кГц. Амплитуда колебаний точки 1 мм. Какой путь пройдет точка за 0,2 с? (Колебания считаем незатухающими).

Колебания и волны

 

1723. Два одинаковых грузовика на одинаковых пружинах колеблются по вертикали с одинаковыми периодами. Второй маятник начинает колебаться с опоздание:
1) на период;
2) на полпериода;
В каких фазах колеблются маятники? Как направлены скорости этих маятников относительно друг друга в любой момент времени

Колебания и волны

 

1724*. На рисунке 234 каждый маятник показан в момент наибольшего отклонения от положения равновесия. В каких фазах колеблются маятники на рисунке а? на рисунке б? В каком из приведенных случаев маятники колеблются в противофазе?

Колебания и волны

 1725. Опишите характер движения колеблющегося шара на горизонтально расположенной пружине (рис. 235), заполнив следующую таблицу:

Колебания и волны

 

Как направлено ускорение шара в положениях В и С?
В каких положениях скорость колеблющегося шара на пружине наибольшая? В каких наименьшая? Этот же вопрос решите относительно ускорения?

 

1726. Опишите характер движения маятника (рис. 236), заполнив следующую таблицу:

Как направлено ускорение движения маятника в точках В и С? В каких положениях маятника скорость его движения наибольшая? в каких наименьшая? В каких положениях маятника ускорение его движения наибольшее?

Колебания и волны

 

1727. Под действием какой силы маятник весом 1 Н при отклонении его от положения равновесия на 45° начинает возвращаться к положению равновесия?

Колебания и волны

 

1728. Период колебания зубила пневматического молотка равен 0,02 сек. Чему равна частота колебаний? Колебания зубила считать гармоническими.

Колебания и волны

 

1729. При движении поезда колесо шатунно-кривошипного механизма делает 1200 оборотов за 5 минут. Определить частоту колебаний поршня в цилиндре паровоза, считая их гармоническими.

Колебания и волны

 

1730. На рисунке 237 приведен график колебаний. Какова амплитуда, период и частота колебаний?

Колебания и волны

1731. Сравните амплитуды, периоды и частоты колебаний, графики которых приведены на рисунке 238.

 

Колебания и волны

 1732. Как привести в колебание пружинные весы, сообщив им:
а) потенциальную энергию;
б) кинетическую энергию?

Колебания и волны

 

1733*. Шарик массой 0,64 кг закреплен на пружине жесткостью 0,4 кН/м. На сколько надо растянуть пружину от положения равновесия, чтобы шарик проходил положение равновесия со скоростью 1 м/с?

Колебания и волны

 

1734*. Шарик массой 0,2 кг закреплен на пружине жесткостью 200 Н/м. Амплитуда колебаний шарика равна 4 см. С какой скоростью шарик проходит положение равновесия?

Колебания и волны

 

1735*. Шарик колеблется на пружине жесткостью 50 Н/м с максимальной скоростью 1 м/с и амплитудой колебаний 6 см. Какова масса шарика?

Колебания и волны

 

1736*. Два одинаковых груза колеблются на пружинах. Первый груз колеблется на пружине, имеющей жесткость в 5 раз больше, чем жесткость второй пружины, на которой колеблется второй груз. Какую из пружин надо растянуть больше и во сколько раз, чтобы в момент прохождения положения равновесия скорости грузов были одинаковыми?

Колебания и волны

 

1737*. Шар массой 300 г колеблется с амплитудой 6 см на пружине жесткостью 200 Н/м. Найдите:
а) полную механическую энергию;
б) потенциальную энергию в точке с координатой 2 см;
в) кинетическую энергию в точке с координатой 2 см;
г) скорость шара в точке с координатой 2 см.

Колебания и волны

 

1738. На рисунке 239 изображены четыре маятника одинаковой массы на закрепленной железной спице. Если толкнуть первый маятник, в каком возможен резонанс?

Колебания и волны

1739. Как можно добиться максимального отклонения маятника, прилагая минимальную силу?
Колебания и волны

1740. Найдите длину математического маятника, период колебания которого на широте Москвы равен 1 с (g=9,81 м/с2 ).

Колебания и волны

 

1741. Чему должно быть равно ускорение силы тяжести, чтобы маятник длиной 1 м колебался с периодом в 2 с?

Колебания и волны

 

1742. Определите длину маятника с периодом колебаний в 1 с, если он находится:
а) на Луне (gл =160 см/с2);
б) на Марсе (gm =360 см/с2).

Колебания и волны

 

1743. Сколько аз за период колебания маятника потенциальная энергия переходит в кинетическую и, наоборот, кинетическая – в потенциальную?
Колебания и волны

1744. В какие моменты кинетическая энергия колеблющегося маятника равна его потенциальной энергии?

Колебания и волны

 

1745. Определите высоту подъема металлического шара, подвешенного на нити, если скорость его движения через положение равновесия равна 140 см/с.

Колебания и волны

 

1746. Маятник длиной 1м качается так, что угол наибольшего отклонения его равен 30°. В момент прохождения им положения равновесия нить его зацепилась за гвоздь на середине ее длины. Определите наибольший угол отклонения укороченного маятника.

Колебания и волны

 1747. Чтобы автомобиль выехал из ямы с грязью, его раскачивают, ритмично толкая в одном направлении. В какие моменты надо толкать машину?
Колебания и волны

1748. Каждый спортсмен, прежде чем начать прыгать на батуте, раскачивает его в определенном ритме. От чего зависит эта частота?
Колебания и волны

1749. Период собственных вертикальных колебаний вагона T=0,6 с, а длина рельса l=15 м. При какой скорости движения поезда амплитуда вертикальных колебаний вагона будет наибольшей?

Колебания и волны

 

1750. Верно ли утверждение:
а) всякий звук – это колебание;
б) всякое колебание звучит?
а) Звук — распространение механических колебаний в среде.
б) Нет, так в вакууме колебания не вызывают звук.

Колебания и волны

1751. Почему понижается высота звука электродрели, когда она входит в стену?
Колебания и волны

1752. Как по жужжанию определить, кто в полете чаще машет крыльями: муха или комар?
Колебания и волны

1753. Судья соревнований по бегу стоит на финише. Когда он должен пустить в ход свой секундомер: когда увидит вспышку выстрела из старого пистолета или услышит выстрел?
Колебания и волны

1754. Если одну половину камертона закрыть стаканом, камертон будет звучать громче. Почему?
Колебания и волны

1755. Почему при некоторой скорости трамвая начинают дребезжать его оконные стекла?
При определенной скорости трамвая, его колебания совпадают с колебаниями стекол и они резонируют в следствии чего его стекла начинают дребезжать.

1756. Почему в комнате магнитофон звучит громче, чем на улице?
На улице звук распространяется свободно, а в комнате звук отражается от стен и увеличивается.

1757. Почему в пустом классе звук слышен громче?
В пустом классе нет продуктов поглощения, либо создающих другие звуки, вследствие этого исходный звук слышен громче.

1758. Может ли возникнуть эхо в пустыне?
Эхо – волна, отраженная от препятствия и пускаемая наблюдателем.
Т.к. в пустыне не от чего отражаться, следовательно и эха не будет.

1759. Какие колебания называют инфразвуком?
Инфразвук – волны с частотами, меньшими тех, которые вопринимает ухо человека.
Инфразвук имеет колебания с частотой 0,001 Гц – 16,25 Гц.

1760. Какие колебания называют звуковыми?
Колебания, которые способен воспринять человек, называют звуковыми (частота от 16,25 Гц до 25 кГц).

1761. Для контроля качества алюминиевых отливок применяется генератор ультразвука. Какова длина волны, возбуждаемой им в отливке при частоте 10 МГц, если скорость звука в алюминии 5100 м/с?

Колебания и волны

1762. Волна распространяется со скоростью 300 м/с, частота колебаний 260 Гц. Определите расстояние между соседними точками, находящимися в одинаковых фазах.

Колебания и волны

 

1763. Какова частота ударов морских волн о корпус лодки, если скорость распространения волн 3 м/с, а расстояние между ближайшими гребнями волн в море 5м?

Колебания и волны

 

1764. Морские волны распространяются со скоростью 5 м/с, расстояние между соседними гребнями 2 м. Найдите период и частоту колебаний бакена.

Колебания и волны

 

1765. За время наблюдения 15 с прошло 6 гребней волн. Каков период колебаний частиц воды?

Колебания и волны

 

1766. За 10 с буй совершил на волнах 20 колебаний, расстояние между соседними гребнями волн 1,2 м. Найдите скорость растпространения волн.

Колебания и волны

 

1767. По озеру прошел катер. Волна от него дошла до берега за 1,5 мин, расстояние между соседними гребнями 2 м, а время между двумя последовательными ударами волн о берег – 3 с. Определите расстояние от берега до катера.

Колебания и волны

 

1768. В полный штиль с корабля уронили мешок с песком. Гуляющие на набережной заметили, что волна дошла до берега за 50 с, расстояние между соседними гребнями волн 0,5 м, и за 5 с было 20 ударов о набережную. Как далеко от берега находился корабль?

Колебания и волны

 

1769. Человек, находящийся на расстоянии 3300 м от пушки, услышал звук выстрела через 10 с после вспышки. Какова скорость звука в воздухе?

Колебания и волны

 

1770. Снаряд вылетел из дула орудия пол углом 45° к горизонту с начальной скоростью 900 м/с. Через какое время артиллерист услышит звук разрыва снаряда, если скорость звука в воздухе 340 м/с? (Сопротивление воздуха не учитывать).

Колебания и волны

 

1771. Наблюдатель, стоя на расстоянии 200 м от отверстия скалы, хлопнул в ладоши. Через сколько времени он услышит эхо? Скорость распространения звука принять равной 340 м/сек.

Колебания и волны

 

1772. Два последовательных звука ощущаются нами раздельно лишь в том случае, если они разделены промежутком не менее 0,1 секунды. Определите наименьшее расстояние до преграды, на котором наблюдатель сможет слышать эхо. Скорость звука в воздухе принять равной 340 м/сек.

Колебания и волны

 

1773. Охотник услышал эхо произведенного им выстрела через 4,5 секунды. На каком расстоянии находится поверхность, отражающая звук?

Колебания и волны

 

1774. Определите длину волны звука в воздухе при 0°С самого низкого (29 Гц) и самого высокого (4250 Гц) тона рояля.

Колебания и волны

 

1775. Скорость звука в чугуне была определена впервые в Париже следующим образом. Из чугунной водопроводной трубы была выпущена вода; у одного конца трубы производился удар в колокол; у другого конца наблюдатель слышал два звука: сначала один, пришедший по чугуну, потом другой, пришедший по воздуху. Длина трубы была 931 м, а промежуток времени между приходом звуков был равен 2,5 с. Найдите отсюда скорость звука в чугуне; скорость звука в воздухе принять равной 340 м/с.

Колебания и волны

 

1776. На некотором расстоянии от корабля в воде был произведен взрыв. Приборы корабля зарегистрировали в воде звук взрыва на 30 с раньше, чем в воздухе. На каком расстоянии от корабля произошел взрыв? Скорость звука в воде 1540 м/с, в воздухе 340 м/с.

Колебания и волны

 

1777. Скорость звука в воздухе равна 340 м/с. На каком расстоянии от стены должен находиться человек, чтобы слышать раздельно основной и отраженный от стены звук, если звуковое ощущение сохраняется у человека примерно 0,1 ?

Колебания и волны

 

1778. Скорость распространения ультразвука приблизительно 1500 м/с. Какова измеряемая глубина моря, если сигнал ультразвукового эхолота возвратился через 0,5 с после выхода?

Колебания и волны