Колебания По физической природе




· Механические (звук, вибрация)

· Электромагнитные (свет, радиоволны, тепловые)

· Смешанного типа — комбинации вышеперечисленных

По характеру взаимодействия с окружающей средой [править | править вики-текст]

· Вынужденные — колебания, протекающие в системе под влиянием внешнего периодического воздействия. Примеры: листья на деревьях, поднятие и опускание руки. При вынужденных колебаниях может возникнуть явление резонанса: резкое возрастание амплитуды колебаний при совпадении собственной частоты осциллятора и частоты внешнего воздействия.

· Свободные (или собственные) — это колебания в системе под действием внутренних сил после того, как система выведена из состояния равновесия (в реальных условиях свободные колебания всегда затухающие). Простейшими примерами свободных колебаний являются колебания груза, прикреплённого к пружине, или груза, подвешенного на нити.

· Автоколебания — колебания, при которых система имеет запас потенциальной энергии, расходующейся на совершение колебаний (пример такой системы — механические часы). Характерным отличием автоколебаний от вынужденных колебаний является то, что их амплитуда определяется свойствами самой системы, а не начальными условиями.

· Параметрические — колебания, возникающие при изменении какого-либо параметра колебательной системы в результате внешнего воздействия.

· Случайные — колебания, при которых внешняя или параметрическая нагрузка является случайным процессом.

15. Гармонические колебания — колебания, при которых физическая величина изменяется с течением времени по синусоидальному или косинусоидальному закону

Скорость, ускорение- v=s/t a=vt

16. Уравнение колебаний физического маятника-

Математического

17.Пружинного

18. Сложение гармонических колебаний одного направления

19.. Сложение гармонических колебаний взаимно перпендикулярных

20. Уравнение, описывающее затухающие колебания и его решение

Затухающие колебания — колебания, энергия которых уменьшается с течением времени

x..+2бетаx.+W0^2x=0 2бета=r/m W0^2=k/m r-коэффициент сопротивления, k- коэффициент силы

Характеристики затухания

21 Вынужденные колебания – это незатухающие колебания. Неизбежные по-

тери энергии на трение компенсируются подводом энергии от внешнего источника

периодически действующей силы. Существуют системы, в которых незатухающие

колебания возникают не за счет периодического внешнего воздействия, а в резуль-

тате имеющейся у таких систем способности самой регулировать поступление

энергии от постоянного источника. Такие системы называются автоколебатель-

ными, а процесс незатухающих колебаний в таких системах – автоколебаниями.

Если частота ω внешней силы приближается к собственной частоте ω0, возникает резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний. Это явление называется резонансом.

22 Колебания, возбужденные в какой-либо точке среды (твердой, жидкой или газообразной), распространяются в ней с конеч­ной скоростью, зависящей от свойств среды, передаваясь от одной точки среды к другой. Чем дальше расположена частица среды от источника колебаний, тем позднее она начнет колебаться. Иначе говоря, увлекаемые частицы будут отставать по фазе от тех частиц, которые их увлекают. При изучении распространения колебаний не учитывается дискретное (молекулярное) строение среды. Среда рассматривается как сплошная, т.е. непрерывно распреде­ленная в пространстве и обладающая упру­гими свойствами. Итак, колеблющееся тело, помещенное в упругую среду, является источником колебаний, распространяющихся от него во все стороны. Процесс распространения колебаний в среде называется волной. При распространении волны частицы среды не движутся вместе с волной, а колеблются около своих положений равновесия. Вместе с волной от частицы к частице передается лишь состояние колебательного движения и энергия. Поэтому основным свойством всех волн, независимо от их природы, является перенос энергии без переноса вещества. Волны бывают поперечными (колебания происходят в плоскости, перпендикулярной направлению распространения) и продольными (сгущение и разрежение частиц среды происходит в направлении распространения). длина волны, период, скорость распростпанения волны. Уравнение плоской одномерной волны.

волновое ур-е. принцип суперпозиции-результирующая сила, деиствующая на тело, равна векторной сумме всех сил, действующих на тело. Силы складываются.

23 Стоя́чая волна́ — явление интерференции волн, распространяющихся в противоположных направлениях, при котором перенос энергии ослаблен или отсутствует. Звуковые или акустические волны — это волны, которые распространяются в упругой среде, характеризующиеся слабыми возмущениями. Это механические колебания с малыми амплитудами. характеристики звука:

§ Частота, длина волны (для однотонного звука), частотный спектр, скорость, амплитуда колебаний, интенсивность, поляризация (в твердых средах). Эффе́кт До́плера — изменение частоты и длины волн, регистрируемых приёмником, вызванное движением их источника и/или движением приёмника. Ультразву́к — звуковые волны, имеющие частоту выше воспринимаемым человеческим ухом, обычно, под ультразвуком понимают частоты выше 20 000 Герц. применение: изучение молекулярных процессов в газах, жидкостях и полимерах

§ изучение строения кристаллов и других твёрдых тел

§ контроль протекания химических реакций, фазовых переходов, полимеризации и др.

§ определение концентрации растворов

§ определение прочностных характеристик и состава материалов

§ определение наличия примесей

§ определение скорости течения жидкости и газа

  • гидролокация
  • неразрушающий контроль и дефектоскопия
  • медицинская диагностика
  • определения уровней жидкостей и сыпучих тел в закрытых ёмкостях
  • определения размеров изделий
  • визуализация звуковых полей — звуковидение и акустическая голография

 

24Физическая величина, определяемая

нормальной силой, действующей со стороны жидкости на единицу площади, называется давлением p жидкости. закон Паскаля: давление в

любом месте покоящейся жидкости одинаково по всем направлениям, причем давление одинаково передается по всему объему, занятому жидкостью. закон Архимеда: на тело, погруженное в жидкость, действует со стороны этой

жидкости направленная вверх выталкивающая сила, равная весу вытесненной телом жидкости

25 S1·V1 = S2·V2=const уравнение неразрывно-

сти для несжимаемой жидкости.

26 уравнение Бернулли

27 Вязкость (внутреннее трение) – это свойство реальных жидкостей

оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относи-

тельно другой. Течение называется ламинарным

(слоистым), если вдоль потока каждый выделенный тонкий слой скользит относительно

соседних, не перемешиваясь с ними, и турбулентным (вихревым), если вдоль потока

происходит интенсивное вихреобразование и перемешивание жидкости (газа).

Ламинарное течение жидкости наблюдается при небольших скоро-

стях ее движения. Внешний слой жидкости, примыкающий к поверхности

трубы, в которой она течет, из-за сил молекулярного сцепления прилипает

к ней и остается неподвижным. Скорости последующих слоев тем больше,

чем больше их расстояние до поверхности трубы, и наибольшей скоро-

стью обладает слой, движущийся вдоль оси трубы.

При турбулентном течении частицы жидкости приобретают составля-

ющие скоростей, перпендикулярные течению, поэтому они могут перехо-

дить из одного слоя в другой. Скорость частиц жидкости быстро возрастает

по мере удаления от поверхности трубы, затем изменяется довольно незна-

чительно. Так как частицы жидкости переходят из одного слоя в другой, то

их скорости в различных слоях мало отличаются. Из-за большого градиента

скоростей у поверхности трубы обычно происходит образование вихрей.

28 1. Метод Стокса. Этот метод определения вязкости основан на

измерении скорости медленно движущихся в жидкости небольших

тел сферической формы . 2. Метод Пуазейля. Метод основан на явлении ламинарного

течения жидкости в тонком капилляре. Пусть имеем цилиндр ради-

усом R и длиной l. Выделим цилиндрический слой радиусом r итолщиной dr.

29 Одной из важнейших задач аэро- и гидродинамики являет-

ся исследование движения твердых тел в газе и жидкости, в

частности изучение тех сил, с которыми среда действует на

движущееся тело. Эта проблема приобрела особенно большое значение в связи с бурным развитием авиации и увеличением скорости движения морских судов. На тело, движущееся в

жидкости или газе, действуют две силы (их равнодействующую обозначим R), одна из которых (Rx) направлена в сторону, противоположную движению тела (в сторону потока) – лобовое сопротивление, а вторая (Ry) перпендикулярна этому направлению – подъемная сила.

Если тело симметрично и его ось симметрии совпадает с направлением скорости, то на

него действует только лобовое сопротивление, подъемная сила равна нулю. Если рассмотреть движение цилиндра в такой плоскости, то при отсутствии вязкости картина линийтока симметрична как относительно прямой, проходящей через точки А и В, так и относительно прямой проходящей черезточки С и D, т. е. результирующая сила давления на поверхность будет равна нулю.

30 Суть статистического и термодинамического методов заключается в следующем.

Статистический (основа молекулярной физики) – метод исследования систем из

большого числа частиц, оперирующий статистическими закономерностями и средними

значениями физических величин, характеризующих всю совокупность частиц (напри-

мер, среднее значение скоростей теплового движения молекул и их энергий). Процессы,

изучаемые молекулярной физикой, являются результатом совокупного действия огромного числа молекул. Температура тела, например, определяется скоростью беспорядочного движения его молекул, но так как в любой момент времени разные молекулы имеют разные скорости, то она может быть выражена только через среднее значение скорости движения молекул. Нельзя говорить о температуре одной молекулы.

Термодинамический (основа термодинамики) – метод исследования систем из большого числа частиц, оперирующий, на основе законов превращения энергии, величинами,

характеризующими систему в целом (например, давление, объем, температура) не рассматривая ее микроструктуры и совершающихся в системе микропроцессов. Нет таких

областей физики и химии, в которых нельзя было бы пользоваться этим методом. Однако

термодинамика ничего не говорит о микроскопическом строении вещества, о механизме

явлений, а лишь устанавливает связи между макроскопическими свойствами вещества.

Оба подхода – термодинамический и статистический – не противоречат, а дополняют друг друга. Только совместное использование термодинамики и молекулярно-кинетической теории может дать наиболее полное представление о свойствах систем, состоящих из большого числа частиц. Опытные законы идеальных газов. Изотермическим процессом называется процесс, протекающий при постоянной температуре. Закон Бойля—Мариотта pv=const при T=const, m=const (1). Изобарный процесс – это процесс квазистатического нагревания или охлаждения газа при постоянном давлении и при условии, что количество вещества ν в сосуде остается неизменным Законы Гей-Люссака: 1) объем данной массы газа при постоянном давлении изменяется линейно с температурой:

V=V0(1+αt) (2)

2) давление данной массы газа при постоянном объеме изменяется линейно с температурой:

p=p0(1+αt) (3)

Изохорный процесс – это процесс квазистатического нагревания или охлаждения газа при постоянном объеме V и при условии, что количество вещества ν в сосуде остается неизменным.



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: 2016-04-26 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: