Механические колебания презентация

Колебания
Конь бежит, земля дрожит
Земля дрогнет, все сотрясет

Механические колебания. Виды колебании.
Механические колебания – это движение или процессы, которые точно или приблизительно повторяются через определенные интервалы времени.

Примеры механических колебаний:
покачивание веток деревьев на ветру
вибрация струн у музыкальных инструментов
движение поршня в цилиндре двигателя автомобиля,
качания маятника в настенных часах
биения нашего сердца
движение качелей
Так что же такое колебания? (попробуйте выделить главный признак колебательного движения)

Механические колебания в природе и технике
Отбойный молоток.
Транспорт
Поршень
Качели

Колебания в живых организмах
легкие
сердце

Виды колебаний
Механические колебания
Свободные колебания -колебания, возникающие в системе благодаря начальному запасу энергии под действием внутренних сил.
Вынужденные колебания- колебания, совершаемые телами под действием внешних периодически изменяющихся сил.

Свободные колебания
Запас
энергии
Внутренние силы
К положению равновесия
Свободные колебания
Начальные условия
А=Хmax - амплитуда
Свободные колебания – это затухающие колебания.

Колебательные системы
Колебательная система – система тел, способных совершать колебательные движения.
Пример: маятник.
Физические системы, в которых происходят колебания - МАЯТНИКИ.

Маятник – твердое тело, подвешенное на нити или на пружине, или закрепленное на оси, совершающее колебание под действием силы тяжести.

Математический маятник- это материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити, находящаяся в поле тяжести Земли.
l >> r mгр.>> mнити
Колебательная система – опора, тело, нить, Земля.

Пружинный маятник- тело, подвешенное на пружине и совершающее колебания вдоль вертикальной оси под действием силы упругости пружины.
Колебательная система - опора, тело, пружина, Земля.

Основное свойство колебательных систем
Основное свойство колебательных систем – наличие положения устойчивого равновесия.

Колебания пружинного маятника

Гармонические колебания
Гармонические колебания – колебания, происходящие под действием силы пропорциональной смещению колеблющейся точки и направленной противоположно смещению (или периодические изменения физической величины в зависимости от времени, происходящие по закону синуса или косинуса).

Подвесим на нити воронку с песком.
Под воронкой положим длинную доску. Толкнув воронку, заставим ее качаться влево - вправо. Будем равномерно вытягивать доску из под воронки.
Струйка песка образует на доске линию, в математике называемую синусоидой .
График колебаний

Основные характеристики колебательного движения
1. Период - время одного полного колебания.
За период тело проходит расстояние, равное 4-м амплитудам
2. Линейная частота – число колебаний за 1 секунду.
– период и линейная частота взаимообратные величины.
Математический маятник с короткой нитью имеет большую линейную частоту колебаний, чем математический маятник с длинной нитью.
“Т” и “ ” для данной колебательной системы – характерные только для данной системы величин.

3. Циклическая или круговая частота – число колебаний за 2π секунд.
4. Х [м] – смещение точки от положения равновесия в данный момент времени.
5. А=Хmax [м] – амплитуда – модуль максимального смещения тела от положения равновесия.
6. Фаза – физическая величина, описывающая состояние колебательной системы в данный момент времени.
– величина, стоящая под знаком синуса или косинуса.

Задания для самоконтроля:
Долгое время в Исаакиевском соборе находился один из маятников Фуко с длиной подвеса 98 метров, с помощью которого демонстрировалось вращение Земли вокруг оси. Определите период, частоту и циклическую частоту колебаний этого маятника.
2. По графику, приведенному на рисунке, определите амплитуду и период колебаний материальной точки (в СИ). Найдите частоту и циклическую частоту колебаний. Попробуйте записать уравнение Х(t) для этих колебаний.

Привести в соответствие:

Чтение графиков

Графики
1.Определите период, частоту и амплитуду колебания.

Закрепление материала.
Тест
1. График смещения точки представлен на рисунке.
Закон движения тела имеет вид:
х=0.2sin ωt
x=20sin ωt
x=0.2cos ωt
X=20cos ωt
ПОДУМАЙ!

Закрепление материала
2.Грузик совершает колебания на нити. Как направлен вектор ускорения грузика в точке О?
1. 1
2. 2
3. 3
4. 4
0
1
2
3
4
ПОДУМАЙ!

Закрепление материала
3. Если длину математического маятника уменьшить в 4 раза, то период Т его свободных колебаний
1. увеличится в 2 раза
2. Увеличится в 4 раза
3. Уменьшится в 2 раза
4. Уменьшится в 4 раза
4. Верно утверждение:
Свободным является колебание
А. груза, подвешенного к пружине, после однократного его отклонения от ПУР.
Б. мембраны громкоговорителя во время работы приемника.
Только А
Только Б
А и Б
Ни А, ни Б
ПОДУМАЙ!

Экспериментальное задание