Номер 2, страница 13 - гдз по физике 11 класс учебник Жилко, Маркович

2. В чем заключаются отличия представленных на рисунке 12 трех колебательных процессов?

Рис. 12. Графики колебательных процессов

Решение

На рисунке представлены графики зависимости координаты $x$ от времени $t$ для трех различных колебательных процессов. Все три процесса являются гармоническими, так как их графики представляют собой синусоиды. Основными характеристиками гармонических колебаний являются амплитуда, период и частота.

Проанализируем каждый график, принимая длину стороны одной клетки сетки за условную единицу (усл. ед.).

• График I: Амплитуда колебаний $A_I$ (максимальное отклонение от положения равновесия) равна 2 усл. ед. Период колебаний $T_I$ (время одного полного колебания) равен 8 усл. ед. (от $t=0$ до $t=8$).
• График II: Амплитуда колебаний $A_{II}$ равна 3 усл. ед. Период колебаний $T_{II}$ равен 8 усл. ед.
• График III: Амплитуда колебаний $A_{III}$ равна 2 усл. ед. Период колебаний $T_{III}$ равен 4 усл. ед. (два полных колебания укладываются в 8 усл. ед. времени).

Сравнивая параметры этих трех процессов, можно выявить их отличия:

1. Сравнение процессов I и II: Эти колебания имеют одинаковый период ($T_I = T_{II} = 8$ усл. ед.) и, следовательно, одинаковую частоту ($ν = 1/T$). Однако они отличаются амплитудой: амплитуда второго процесса больше амплитуды первого ($A_{II} > A_I$).
2. Сравнение процессов I и III: Эти колебания имеют одинаковую амплитуду ($A_I = A_{III} = 2$ усл. ед.). Они отличаются периодом: период первого процесса в два раза больше периода третьего ($T_I = 2T_{III}$). Это означает, что частота колебаний процесса III в два раза выше частоты процесса I ($ν_{III} = 2ν_I$).
3. Сравнение процессов II и III: Эти колебания отличаются как амплитудой, так и периодом. Амплитуда второго процесса больше амплитуды третьего ($A_{II} > A_{III}$), а период второго процесса больше периода третьего ($T_{II} > T_{III}$).

Все три колебания начинаются из положения равновесия ($x=0$) с положительным начальным направлением скорости, что означает, что их начальные фазы одинаковы (в данном случае, равны нулю).

Ответ:

Колебательные процессы отличаются друг от друга амплитудами и/или периодами (частотами):

• Процессы I и II имеют одинаковый период, но разную амплитуду (амплитуда процесса II больше, чем у I).
• Процессы I и III имеют одинаковую амплитуду, но разный период (период процесса I в два раза больше периода процесса III, соответственно, частота процесса III в два раза выше).
• Процессы II и III отличаются и амплитудой (у II больше), и периодом (у II больше).