Свободные и вынужденные колебания.




Свободные и вынужденные колебания.

Гармонические колебания пружинного и математического маятников.

Изучение нового материала.

Смотреть видео по ссылке https://www.youtube.com/watch?v=OcohFCTaAoM

Колебания – один из самых распространенных видов движения в природе и технике. Колеблются деревья в лесу, пшеница в поле, струны музыкальных инструментов, мембрана телефона. Колеблются плоскости и фюзеляж самолета, кузов автомобиля, поршни двигателя. С колебаниями мы встречаемся и в живой природе: биение сердца, движение голосовых связок и т.д.

Запись в тетради:

Колебаниями называются физические процессы, точно или приблизительно повторяющиеся через одинаковые интервалы времени.

В зависимости от физической природы различают механические и электромагнитные колебания.

Механические колебания – такие движения тел, при которых через равные интервалы времени координаты движущегося тела, его скорость и ускорение принимают исходные значения.

Существуют два вида колебательных движений: свободные и вынужденные.

Свободные колебания – это колебания, происходящие в механической системе под действием внутренних сил системы после кратковременного воздействия внешней силы.(происходят только за счет начального запаса энергии, сообщенного системе).

Вынужденные колебания – колебания, возникающие под действием внешних сил, изменяющихся со временем по величине и направлению.

Условия возникновения колебаний в системе:

1. Система находится вблизи положения устойчивого равновесия.

2. Силы трения (сопротивления) достаточно малы.

Математический маятник – идеализированная колебательная система без трения, состоящая из невесомой и нерастяжимой нити, на которой подвешена материальная точка.

Демонстрация математического маятника.

Из уравнения гармонического колебания математического маятника а=-g/l х. ω² = g/.l. Так как Т=2π/ω, то Т=2π .

Известно, что в разных точках земного шара ускорение свободного падения разное. Оно зависит не только от формы Земли, но и от наличия в ее недрах тяжелых (металлы) и легких (газ, нефть) веществ. А значит и период колебаний маятника в разных точках будет разный. Это свойство используется, в частности, для определения залежей полезных ископаемых.

Аналогично выводится период колебаний пружинного маятника.

Демонстрация пружинного маятника.

Т=2π .

Период колебаний математического маятника не зависит от массы груза, а период колебаний пружинного и математического маятников не зависит от амплитуды колебаний.

Вывод формулы.

Обозначив ω²=k/m в уравнении колебаний пружинного маятника и ω²=g/l в уравнении колебаний математического маятника получим уравнение а=-ω х. Это уравнение дифференциальное, решением которого будет уравнение х=Х

Гармонические колебания – колебания, при которых смещение зависит от времени по закону синуса или косинуса.

Амплитуда колебания – максимальное значение величины, испытывающей колебания по гармоническому закону. (стоит перед косинусом). [Х]=[м]

Период колебания Т – время одного полного колебания. [Т]=[с]

Частота – число полных колебаний, совершаемых телом за 1 с. [ν]=[Гц]

Циклическая частота – число полных колебаний, совершаемых за 2π секунд.[ω]=[рад/с]

Письменно решить задачу

957 (ж) – 909 (с).

Домашнее задание.

Изучить § 13,14, 15.

Выполнить А. 1 – А. 3 стр. 65.

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2021-12-15 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: