Презентация "Механические колебания"


Подписи к слайдам:
Механические колебания

Механические колебания

Учитель физики высшей квалификационной категории

кандидат технических наук

Козакова Елена Анатольевна

Колебательные движения

  • Примеры колебательных движений: движение иглы швейной машины, качелей, маятника часов, вагона на рессорах, ветки дерева, поршня в цилиндре, земной поверхности.
  • Колебательное движение – движение, повторяющееся через определенный промежуток времени

Свободные и вынужденные колебания

  • Свободные колебания – колебания, происходящие под действием внутренних сил системы после выведения ее из положения равновесия.
  • Вынужденные колебания – колебания, происходящие под действием внешней периодически изменяющейся силы.

Модель для изучения колебаний

  • Идеальный объект для изучения колебаний: пружинный и математический маятники.

Условия для возникновения колебаний:

  • а) наличие у колебательной системы положения устойчивого равновесия,
  • б) появление возвращающей силы после выведения системы из положения устойчивого равновесия,
  • в) при возвращении в положение равновесия тело не может сразу остановиться,
  • г) силы трения в системе малы.

Аналогия с движением тела по окружности

  • Проекция тела на ось Х при движении тела по окружности совершает колебательные движения.

Величины, характеризующие колебательное движение:

Т – период колебаний: промежуток времени, в течение которого совершается одно полное колебание.

 - частота колебаний: число колебаний в единицу времени.

Т=1/ ; =1/Т;

Т =t/N ; =N/t;

[Т]=с ; [ ]=1/с=Гц .

х – смещение от положения равновесия,

[х]=м

А – амплитуда колебаний: максимальное смещение от положения равновесия,

[A] =м

 - циклическая частота колебаний:

[]=рад/с

Периоды колебаний

  • математический маятник
  • пружинный маятник
  •  

Гармонические колебания

  • Гармонические колебания – колебания физической величины по закону синуса или косинуса.
  •  

Превращение энергии

Ер=Ек=Ер=Ек=Ер=…

 

Затухающие колебания

  • Затухающими называются колебания, амплитуда которых с течением времени уменьшается.
  • Механическая энергия расходуется на совершение работы по преодолению сил сопротивления.
  • Свободные колебания –затухающие.

Резонанс

  • Резонанс – резкое возрастание амплитуды колебаний при совпадении частоты собственных колебаний υ0 с частотой вынужденных колебаний υ.
  • υ0 = υ

Применение, проявление

  • виброуплотнители, вибромолоты, частотомеры, маятники часов, балансиры в карманных и наручных часах, камертоны, телефоны, определение ускорения свободного падения с целью обнаружения залежей полезных ископаемых.
  • Разрушение мостов (1906 г.- мост через р.Фонтанку в С.-Петербурге, 1831 г.- мост через р.Ирвень в Манчестере), раскачивание железнодорожных вагонов на стыках рельсов, теплоходов на волнах.