Номер 2, страница 38 - гдз по физике 11 класс учебник Жилко, Маркович

2. Из графика, приведенного на рисунке 40, определите:

а) период колебаний частиц;

б) амплитуду волны.

Рис. 40. График зависимости смещения частиц от времени в продольной волне

Дано:

График зависимости смещения частицы $x$ от времени $t$.

Из графика: максимальное смещение $x_{max} = 5$ мкм.

Найти:

а) T - ?

б) A - ?

Решение:

а) период колебаний частиц;
Период колебаний $T$ — это минимальный промежуток времени, через который состояние колеблющейся системы полностью повторяется. На графике это время одного полного колебания. Его можно определить как расстояние по оси времени между двумя последовательными гребнями (максимумами) или впадинами (минимумами) волны.

Из графика видно, что первый максимум смещения наблюдается в момент времени $t_1 = 0,75$ с, а следующий — в момент $t_2 = 1,75$ с.

Следовательно, период колебаний равен:

$T = t_2 - t_1 = 1,75 \text{ с} - 0,75 \text{ с} = 1,0 \text{ с}$

Также можно определить период, рассмотрев точки, в которых смещение равно нулю. Например, в точках A ($t_A=0,5$ с) и C ($t_C=1,5$ с) частица проходит положение равновесия, двигаясь в положительном направлении. Время между этими моментами равно одному периоду:

$T = t_C - t_A = 1,5 \text{ с} - 0,5 \text{ с} = 1,0 \text{ с}$

Ответ: $T = 1,0$ с.

б) амплитуду волны.
Амплитуда волны $A$ — это максимальное смещение частиц среды от их положения равновесия. На графике это максимальное значение координаты $x$.

По оси ординат (ось $x$) видно, что максимальное значение смещения составляет 5 мкм.

$A = x_{max} = 5$ мкм

Ответ: $A = 5$ мкм.