Презентация на тему "Механические колебания"

МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ

• Колебания – движения, при которых тело поочередно смещается то в одну сторону, то в другую
• Механические колебания – это движения, которые точно или приблизительно повторяются через равные промежутки времени.

• СВОБОДНЫЕ – колебания, возникающие в системе под действием внутренних сил
• ВЫНУЖДЕННЫЕ – колебания, совершаемые телами под действием внешних периодически меняющихся сил
• АВТОКОЛЕБАНИЯ – незатухающие колебания, которые могут существовать в системе без воздействия на нее внешних периодических сил, за счет источника энергии (например, часы с маятником)

УСЛОВИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ СВОБОДНЫХ КОЛЕБАНИЙ

1) при выведении тела из положения равновесия в системе должна возникнуть сила, стремящаяся вернуть его в положение равновесия;

2) силы трения в системе должны быть достаточно малы.

ПРУЖИННЫЙ МАЯТНИК

• Тело, подвешенное на пружине и совершающее колебания вдоль вертикальной оси под действием силы упругости пружины, называется пружинным маятником

F упр.

0

F упр .

x

G

G

МАТЕМАТИЧЕСКИЙ МАЯТНИК

• Математический маятник - подвешенный на тонкой невесомой нити груз, размерами которого можно пренебречь по сравнению с размерами нити.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

1) Амплитуда ( x m ) – модуль максимального смещения точки от положения равновесия;

2) Период (Т) – время одного полного колебания;

Т = t/N , где N – число полных колебаний

3) Частота ( ѵ) - число колебаний в единицу времени;

ѵ = 1/Т ѵ = N/t [ ѵ ] = 1/c = 1 Гц (Герц)

4) Ѡ 0 =2 π /Т – циклическая частота колебаний [ ѡ 0 ] = рад/с

5) φ – фаза колебаний , которая определяет состояние колебательной системы в любой момент времени;

φ = ѡ 0 t + φ 0 [ φ ] = рад

Периодические изменения физической величины в зависимости от времени, происходящие по закону синуса или косинуса, называются ГАРМОНИЧЕСКИМИ КОЛЕБАНИЯМИ

x

x m

φ

3 π /2

2 π

π

π /2

t

0

T

T/2

T/4

3T/4

x m

уравнение гармонического колебания

x = x m sin( ω 0 t + φ 0 )

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ПРУЖИННОГО МАЯТНИКА

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИЯ ДЛЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА

ЗАТУХАЮЩИЕ КОЛЕБАНИЯ.

• Затухающими наз. колебания, энергия (а значит, и амплитуда) которых уменьшается с течением времени. Затухание свободных механических гармонических колебаний связано с убыванием механической энергии за счет действия сил сопротивления и трения.

Резонанс – это резкое возрастание

амплитуды вынужденных

колебаний.

Резонанс возникает только в том случае, когда частота собственных колебаний совпадает с частотой вынуждающей силы .

 соб =  вын 