Решение физических задач.
Рассмотрим несколько задач, решение которых методом аналогии возможно на уроках и факультативных занятиях в 11 классах (после изучения раздела "Электрические колебания) и при повторении материала.
Задача1. Изобразите механические системы, аналогичные электрическим цепям, схематически изображенными на рис.1,а,б
Решение. Аналогичная механическая система соответствующая рис.1,а,б должна содержать тело массой m и две пружины с разными жестокостями и
а) Общая емкость системы конденсаторов (рис.1,а) равна
Используя аналогию механических и электрических величин, найдем что общая жесткость пружин искомой механической системы находится из соотношения
Это соответствует последовательному соединению двух пружин. Учитывая, что один конденсатор заряжен, искомую механическую систему можно представить в виде одной сжатой пружины жесткость и одной недеформированной пружины жесткостью (рис.2,а).
б) Аналогично рассмотрим вторую схему.
Общая емкость системы конденсаторов (рис.1,б) равна
Используя аналогию механических и электрических величин, найдем что общая жесткость пружин искомой механической системы находится из соотношения
Это соответствует параллельному соединению двух пружин(рис.2,б).
рис.2.
Задача2На рис.3,а,б изображены колебательные контуры. Придумайте механические аналоги им.
рис.3,а
О т в е т. Аналогичная механическая система соответствующая рис.3,а,б должна содержать два тела массами и , и пружину жесткостью k.
а) Общая индуктивность системы при последовательном соединении катушек равна
Используя аналогию механических и электрических величин найдем, что общая масса
А это соответствует рис.4,а
Рис. 4.а
б) Аналогично рассматриваем вторую схему.
Общая индуктивность параллельно соединенных катушек находится из соотношения
Используя аналогию механических и электрических величин, найдем что общая масса катушек равна
Это соответствует рис.4,б