Урок:

Коливальний рух. Умови виникнення коливань. Вільні коливання. Гармонічні коливання.

04.04.2023
0 0
II курс

3

164

1227

0

0

0

Відправити запит автору на отримання доступу до цього уроку
Автор опублікував урок у Бібліотеці уроків з обмеженим доступом. Це означає, що для повного доступу до уроку (перегляд усіх завдань та використання) Вам необхідно отримати дозвіл від автора.
Вміст уроку:
1
2
3

Урок не містить жодного завдання. Додайте завдання.

Щоб додати завдання, оберіть категорію завдання на панелі запитань.

1

Коливаннями або коливальними рухами називають такі види механічного руху чи зміни стану системи, які періодично повторюються в часі, наприклад, механічні коливання тіла на пружині, коливання маятників, коливання струн, вібрації фундаментів будівель, електромагнітні коливання в коливальному контурі. За фізичною природою коливання поділяють на механічні та електромагнітні, за характером коливань - на вільні, вимушені та автоколивання. Хоча коливання досить різноманітні за своєю фізичною природою, але вони мають спільні закономірності й описуються однотипними математичними методами. Механічні коливання - періодичне зміщення тіла то в один, то в другий бік відносно положення рівноваги. Механічна система, в якій одне або декілька тіл можуть здійснювати коливальні рухи, називають коливальною системою.

Коливання, які відбуваються лише під дією внутрішніх сил, називають вільними. Щоб система виконувала ці коливання, треба вивести тіло з положення рівноваги, тобто надати коливальній системі енергію. При цьому рівнодійна всіх сил, що діють на тіло, має бути відмінною від нуля і спрямованою до положення рівноваги, в якому рівнодійна дорівнює нулю. Вільні коливання виникали б, якби не було впливу зовнішніх сил. Цього досягти неможливо, тому вільні коливання це абстракція. Вони з часом стають затухаючими. Виникла потреба в коливаннях під дією зовнішньої сили, що періодично змінюється, такі коливання називають вимушеними. Ці коливання здійснюють поршні в циліндрах двигунів, голка швацької машини тощо. Ще одним видом незагасальних коливань є автоколивання. Це коливання, які підтримуються внутрішніми джерелами енергії системи, коли не діє зовнішня періодична сила. Наприклад, настінний годинник з маятником або наручний механічний годинник - це механічні автоколивальні системи. Коливання називають періодичними, якщо значення фізичних величин, які змінюються в процесі коливань, повторюються через однакові проміжки часу. Найпростішим прикладом періодичних коливань є гармонічні коливання, під час яких фізична величина змінюється з плином часу за законом x = Asinωt, або x = Acosωt, де x – коливання в момент часу t; А – амплітуда; ω – циклічна частота.

Мінімальний проміжок часу Т, через який повторюється певне значення змінної величини, що характеризує коливальну систему, називають періодом коливань. Або ж простіше: період - це час одного повного коливання. Якщо за час t відбулося N коливань, тоді: Величину, обернену до періоду коливань Т, називають частотою коливань n : У теорії коливань часто користуються циклічною частотою (w) - величиною, яка показує скільки коливань здійснює маятник за 2π секунд. У СІ її вимірюють у герцах (Гц). Між частотою і циклічною частотою існує зв'язок: Амплітуда - найбільше відхилення від положення рівноваги. Якщо колива-ння незатухаючі, то амплітуда не змінюється.

Деякі характеристики коливань1. Період коливань – це час, за який тіло робить одне повне коливання. Т, с

Частота коливань. Це кількість коливань за 1 секунду. ν, Гц

Амплітуда коливань. Це найбільше відхилення від положення рівноваги

Маятник – це тіло, яке може віль коливатись Математичний маятник — тіло типу матеріальної точки, підвішене на довгій невагомій нерозтяжній нитці

Період коливань математичного маятника: L – довжина нитки (м)g - прискорення вільного падінняπ=3,14 Період коливань математичного маятника залежить тільки від довжини нитки

Період коливань пружинного маятника:m – маса тіла на пружині в кгk – жорсткість пружини (Н/м)π=3,14 Період коливань пружинного маятника залежить від маси тіла і жорсткості пружини

Резонанс — явище сильного зростання амплітуди вимушеного коливання у разі, коли частота зовнішньої сили збігається з власною частотою коливань. До явища резонансу вдаються водії й пасажири транспорту, який загруз у снігу чи на мокрій ґрунтовій дорозі. Щоразу коли не очікується швидке прибуття рятівних засобів, вони, розгойдуючи машину, прагнуть прикладати зусилля в такт з власною частотою коливань машини за даних умов, тобто прагнуть ввести коливання машини в резонанс, оскільки амплітуда коливань при цьому буде максимальною.

Розглянемо перетворення енергії під час гармонічних коливань на прикладі пружинного маятника. Уважатимемо систему, що виконує вільні гармонічні коливання під дією пружної сили замкненою. У процесі коливання згідно із законом збереження енергії відбув

Для повного перегляду потрібно отримати доступ від автора

2

3

Рефлексія від 38 учнів

Сподобався:

0

Так: 35

Ні: 3

Зрозумілий:

0

Так: 35

Ні: 3

Потрібні роз'яснення:

0

Ні: 38

Так: 0

Відправити запит автору на отримання доступу до цього уроку
Автор опублікував урок у Бібліотеці уроків з обмеженим доступом. Це означає, що для повного доступу до уроку (перегляд усіх завдань та використання) Вам необхідно отримати дозвіл від автора.
Рекомендуємо

Механічні коливання і хвилі

Механічні коливання і хвилі

87

Аватар профіля Гонтарук Лілія Петрівна
Фізика
дорослі

21 грн

Розв'язування задачі "Механічні коливання"

Розв'язування задачі "Механічні коливання"

147

Аватар профіля Гонтарук Лілія Петрівна
Фізика
10 клас та I—II курси

21 грн

Лабораторна робота № 5. Дослідження коливань нитяного маятника, вимірювання прискорення вільного падіння.

Лабораторна робота № 5. Дослідження коливань нитяного маятника, вимірювання прискорення вільного падіння.

94

Аватар профіля Церр Наталя Миколаївна
Фізика
10 клас

25 грн

Річний хід температури повітря, причини його коливання. Середні температури, амплітуди температури

Річний хід температури повітря, причини його коливання. Середні температури, амплітуди температури

94

Аватар профіля Загребіна Анастасія Миколаївна
Географія
6 клас

19 грн

Практична робота: Визначення середніх температур та амплітуди їх коливань за добу, місяць. Аналіз рози вітрів.

Практична робота: Визначення середніх температур та амплітуди їх коливань за добу, місяць. Аналіз рози вітрів.

1096

Аватар профіля Чернишева Антоніна Вікторівна
Географія
11 клас

100 грн

Поширення механічних коливань у пружному середовищі. Види хвиль. Швидкість поширення хвилі. Інтерференція та дифракція хвиль. Звукові хвилі

Поширення механічних коливань у пружному середовищі. Види хвиль. Швидкість поширення хвилі. Інтерференція та дифракція хвиль.  Звукові хвилі

325

Аватар профіля Яковенко Тетяна Валентинівна
Фізика
10 клас

25 грн

Схожі уроки

Магнітні властивості речовини

Магнітні властивості речовини

272

Аватар профіля Кримський Олег Олексійович
Фізика
10—11 клас та дорослі

Джерела електричного струму. Електричне коло та його елементи.

Джерела електричного струму. Електричне коло та його елементи.

739

Аватар профіля Ковтуненко Марина Вікторівна
Фізика
8 клас

Умови виникненя електричного струму. Дії струму.

Умови виникненя електричного струму. Дії струму.

995

Аватар профіля Сергєєва Оксана Валеріївна
Фізика
8 клас

Електромагнітна індукція у випадку з рухомим провідником

Електромагнітна індукція у випадку з рухомим провідником

1793

Аватар профіля Сергєєва Оксана Валеріївна
Фізика
11 клас

Рівноприскорений прямолінійний рух. (2 урок)

Рівноприскорений прямолінійний рух. (2 урок)

710

Аватар профіля Ковтуненко Марина Вікторівна
Фізика
9 клас

Дисперсія світла. Спектроскоп.

Дисперсія світла. Спектроскоп.

829

Аватар профіля Ковтуненко Марина Вікторівна
Фізика
11 клас