Превращения энергии при механических колебаниях. Свободные и вынужденные колебания.

Механическими колебаниями называют движения тела, повторяющиеся через одинаковые промежутки времени. Основными характеристиками механических колебаний являются: смещение, амплитуда, период, частота.

Смещение – это отклонение тела от положения равновесия (измеряется в метрах).

Амплитуда – модуль максимального отклонения тела от положения равновесия (измеряется в метрах).

Период – время одного полного колебания (измеряется в секундах).

Частота – число полных колебаний, совершаемых за единицу времени (измеряется в герцах).

Период и частота связаны отношением: .

Простейший вид колебательного движения – гармонические колебания, при которых колеблющаяся величина изменяется по закону синуса или косинуса.

Рассмотрим процесс превращения энергии при колебательном движении:

Ек = 0 Ер = mgh	Ек > Ер <	Ек = Ер = 0	Ек < Ер >	Ек = 0 Ер = mgh

Свободными называются колебания, которые совершаются за счет первоначально сообщенной энергии и не требуют дополнительной энергии.

Если колебания происходят под действием внешней периодической силы, то они называются вынужденными.

При совпадении частоты внешней силы и частоты собственных колебаний тела амплитуда вынужденных колебаний резко возрастает. Такое явление называется резонансом. Резонанс может быть причиной разрушения машин, зданий, мостов. Поэтому двигатели машин ставят на специальных амортизаторах, а воинским подразделениям при движении по мосту запрещается идти «в ногу».

ЗАДАЧА: В баллоне вместимостью 0,05 м³ находится газ под давлением 2 • 10⁶ Па при температуре 500⁰ С. Какой объем занимал бы этот газ при температуре 2⁰ С и давлении 102 Па?

V’ = 0,05 м³

p’ = 2 • 10⁶ Па

t’ = 500⁰ C T’ = 273 + t’ = 273 + 500 = 773 K

t = 2⁰ C T = 273 + t = 273 + 2 = 275 K

p = 102 Па

V - ?

Билет № 6

Опытное обоснование основных положений молекулярно-кинетической теории строения вещества. Масса и размеры молекул.

Молекулярно-кинетическая теория – это раздел физики, изучающий свойства различных состояний вещества, основывающийся на представлениях ос существовании молекул и атомов как мельчайших частиц вещества. В основе МКТ лежат три основных положения, и все они находят опытные обоснования:

Основные положения	Опытные обоснования
Все вещества состоят из мельчайших частиц: молекул, атомов или ионов.	Молекулы достаточно изучены и сфотографированы.
Эти частицы находятся в непрерывном хаотическом движении.	Диффузия; распространение запахов.
Между частицами существуют силы притяжения и отталкивания.	Упругость газов, твердых и жидких тел; смачивание; окрашивание; склеивание; сохранение формы.

Массы молекул очень малы, поэтому удобно использовать не значение массы, а относительную массу. Эта масса указана в таблице Менделеева.

Атомная единица массы равна 1/12 массы атома углерода, т.е.1аем = 1,66 • 10 ^-27 кг. Зная, что относительная молекулярная масса М_r – это отношение массы молекулы вещества к 1/12 массы атома углерода, можно найти массу любой молекулы или атома: m ₀ = 1,66 • 10 ^{– 27} • M_r.

Кроме масс в физике и химии применяется понятие количества вещества: . Отсюда N = 6,02 • 10 ²³. В системе СИ эта единица называется моль. Число частиц в одном моле названо числом Авогадро: N_A = 6,02 • 10 ²³ 1/ моль.

Теперь можно говорить о массе одного моля. Эта величина названа молярной массой.

M = m₀N_A = 1,66 • 10 ^{– 27} • M_r • 6,02 • 10 ²³ = 10 ^{– 3} M_r.

ЗАДАЧА: Какая сила действует на заряд 12 • 10^-9 Кл, помещенный в точку, в которой напряженность электрического поля равна 2 кВ/м?

q = 12 • 10^-9 Кл

έ = 2000 В/м

F - ?

Билет № 7