- •Vі. Змістовий модуль 5
- •Кінематичні характеристики гармонічних коливань.
- •Швидкість і прискорення точки при гармонічному коливанні.
- •Зв’язок гармонічного коливання з обертальним рухом. Графічний метод опису гармонічного коливання.
- •Додавання коливань.
- •Додавання двох взаємно перпендикулярних коливань. Фігури Ліссажу.
- •Динаміка гармонічного руху. Рух під дією пружних і квазіпружних сил.
- •Рівняння руху простих механічних коливань систем:
- •Коливальні системи та їх енергія.
- •Динамічне рівняння вільних (власних) гармонічних коливань.
- •Згасаючі гармонічні коливання.
- •Динамічні параметри згасаючих коливань.
- •Резонанс
- •Елементи акустики Природа звуку
- •Швидкість звуку в твердих тілах, рідинах, газах і її вимірювання.
- •Об’єктивні і суб’єктивні характеристики звуку
- •Основні кінематичні характеристики
- •Поширення коливань в однорідному середовищі
- •Швидкість поширення хвилі.
- •Рівняння площини бігучої хвилі.
- •Миттєвий розподіл зміщення, швидкості прискорення і деформації у хвилі.
- •Енергія пружної хвилі.
- •|Інтерференція механічних хвиль. Сферичні хвилі. Хвильове рівняння
- •Принцип суперпозиції. Когерентні хвилі
- •Інтерференція механічних хвиль. Умова максимуму і мінімуму
- •Принцип Гюйгенса
- •Френель (французький учений) пояснив, чому немає хвилі у зворотному напрямі (явище принципу Гюйгенса-Френеля інтерференції). Стоячі хвилі
- •Практичне заняття 5.1 Тема: Механічні коливання. Кінематика гармонічних коливань Основні формули та методичні рекомендації
- •Приклади розв’язування задач
- •Задачі для самостійного розв’язування та домашнього завдання
- •Практичне заняття 5.2 Тема: Динаміка гармонічних коливань. Основні формули та методичні вказівки:
- •Приклади розв’язку типових задач
- •Задачі для самостійного розв’язування та домашнього завдання
- •Перелік компетентностей п’ятого змістового модуля
- •Питання для самоконтролю п’ятого змістового модуля
- •Банк завдань до п’ятого змістового модуля
- •Кінематика та динаміка механічних коливань
- •Розрахункові задачі
- •Кінематика гармонічних коливань
- •Динаміка гармонічних коливань.
- •Якісні задачі
Задачі для самостійного розв’язування та домашнього завдання
Період згасаючих коливань Т = 4 с; логарифмічний декремент згасання
= 1,6;
початкова фаза φ
=
0.
При t
=
T/4
зсув точки х
=
4,5 см.
Написати рівняння руху цього коливання.
Побудувати графік цього коливання в
межах двох періодів.Побудувати графік згасаючого коливання, даного рівнянням
м.Рівняння згасаючого коливання задано у вигляді
м. Знайти швидкість
коливальної точки у момент часу t,
рівний: 0; Т;
2Т;
3Т
4Т.Логарифмічний декремент згасання математичного маятника
= 0,2.
У скільки разів зменшиться амплітуда
коливання за одне повне коливання
маятника.Знайти логарифмічний декремент згасання математичного маятника, якщо за час t = 1 хв амплітуда коливань зменшилася в 2 рази. Довжина маятника l = 1 м.
Математичний маятник довжиною l = 24,7 см здійснює згасаючі коливання. За який час t енергія коливань маятника зменшиться в 9,4 рази? Задачу вирішити при значенні логарифмічного декремента згасання: 1)
= 0,01; 2)
= 1.Математичний маятник здійснює згасаючі коливання з логарифмічним декрементом згасання
= 0,2.У
скільки разів зменшиться повне
прискорення маятника в його крайньому
положенні за одне коливання?Амплітуда згасаючих коливань математичного маятника за час t = 1 хв зменшилася вдвічі. У скільки разів зменшиться амплітуда за час t = 3 хв?
По ґрунтовій дорозі пройшов трактор, залишивши сліди у вигляді ряду узаглиблень, що знаходяться на відстані l = 30 см один від одного. По цій дорозі покотили дитячу коляску, що має 2 однакові ресори, кожна з яких прогинається на х0 = 2 см під дією вантажу масою m0 = 1 кг. З якою швидкістю
котили коляску, якщо від поштовхів на
заглибленнях вона, потрапивши в резонанс,
почала сильно розгойдуватися? Маса
коляски М
=
10 кг.Знайти довжину хвилі λ коливання, період якого Т = 10-14 с. Швидкість розповсюдження коливань с = 3∙103 м/с.
Звукові коливання, що мають частоту
= 500 Гці
амплітуду А
=
0,25 мм,
розповсюджуються в повітрі. Довжина
хвилі λ
=
70 см.
Знайти швидкість с
розповсюдження
коливань і максимальну швидкість
частинок повітря.Рівняння згасаючих коливань має вигляд
.
Знайти зсувх
від положення рівноваги, швидкість
і прискорення а
точки, що знаходиться на відстані l
=
20 м
від джерела коливань, для моменту часу
t
=
1 с
після початку коливань. Швидкість
розповсюдження коливань с
=
300 м/с.Знайти різницю фаз Δφ коливань двох точок, віддалених від джерела коливань на відстанях l1 = 10 м і l2 = 16 м. Період коливань Т = 0,04 с; швидкість розповсюдження с = 300 м/с.
Знайти різницю фаз Δφ коливань двох точок, які лежать на промені і віддалених на l = 2 м один від одного, якщо довжина хвилі λ = 1 м.
Знайти зсув х від положення рівноваги точки, віддаленої від джерела коливань на відстань l = λ/12, для моменту часу t = Т/6. Амплітуда коливань А = 0,05 м.
Зсув від положення рівноваги точки, віддаленої від джерела коливань на відстані l = 4 см, у момент часу t = Т/6 рівний половині амплітуди. Знайти довжину λ хвилі, що біжить.
Матеріальна точка масою m = 50 м здійснює коливання, рівняння яких має вигляд х = Аcos
,
деА
= 10 см;
= 5 с-1.
Знайти силу F,
що діє
на точку, у двох випадках: 1) у момент,
коли фаза
=
/3
с-1;
2) у положенні найбільшого зсуву точки.Коливання матеріальної точки масою m = 0,1 м здійснюються за рівнянням х = Acos
,
деА
= 5
см;
= 20 c1.
Визначити максимальні значення
обертаючої сили Fmax
і кінетичної енергії Кmах.Знайти силу F та повну енергію Е матеріальної точки у момент часу t = 1 с для коливань, які здійснюються за законом x = Acos
,де
А
=
20 см;
=
2/3
с-1.
Маса m
матеріальної
точки дорівнює 10 г.Період Т0 власних коливань пружинного маятника дорівнює 0,65 с. У в’язкому середовищі період Т того ж маятника став рівним 0,56 с. Визначити резонансну частоту
коливань.Коливання матеріальної точки відбуваються відповідно до рівняння х = Acos
,
деА
= 8
см;
=
/6
с-1.
У момент, коли обертаюча сила F
у
перший раз досягла значення 5 мН,
потенційна енергія П
точки стала рівна 100 мкДж. Знайти цей
момент часу t
і
відповідну йому фазу
.
