- •1 Питання
- •Гармонічні коливання
- •Згасаючі коливання
- •2 Питання
- •3 Питання
- •1 Питання
- •2Питання
- •3 Питання
- •1 Питання Другий і третій закони термодинаміки
- •Барометрична формула. Розподіл Больцмана частинок у зовнішньому потенціальному полі
- •2 Питання
- •2. Критерії оцінювання учнів під час розв’язування задач із фізики.
- •3 Питання
- •1 Питання.
- •2 Питання.
- •3 Питання
- •1 Питання
- •2 Питання
- •2.Система дидактичних засобів з фізики. Комплексне використання дидактичних засобів на уроках фізики.
- •Шкільна лекція з фізики.
- •3 Питання
11 білет
1 Питання
Залежно від фізичної природи коливання поділяються на:
механічні,
електричні,
електромеханічні,
електромагнітні,
акустичні.
Залежно від зовнішньої дії коливання можуть бути:
вільними – здійснюються за рахунок енерґії, що була початково надана системі,
вимушеними – здійснюються за рахунок енерґії, яку система одержує в процесі руху
Гармонічні коливання
Найважливішими серед механічних коливальних рухів є гармонічні коливання. Гармонічними називаються коливання, в процесі яких зміщення х змінюється за законом косинуса (або синуса):
(10.1) де А — амплітуда, що дорівнює абсолютному значенню найбільшого зміщення; — циклічна частота коливань; t + 0 — фаза коливань, що однозначно визначає значення коливальної величини у момент часу t; 0 — початкова фаза. Вибором початкової фази 0 закон гармонічних коливань (10.1) завжди можна звести до функції синуса від аргументу ті.
Характерною ознакою гармонічного коливання є те, що величини А, і 0 не змінюються в процесі коливання. Вивчення гармонічних коливань є важливим з двох причин: по-перше, коливання, які зустрічаються у природі і техніці, за своїм характером близькі до гармонічних; по-друге, важливі для практичних застосувань періодичні процеси, що не є гармонічними, але повторюються через рівні проміжки часу, можна зображати як накладання кількох гармонічних коливань.
Вираз (10.1) є розв'язком диференціального рівняння руху системи, що здійснює гармонічні коливання. Рівняння руху можна отримати, про диференціювавши двічі за часом функцію х (t):
або (10.2)
Цей вираз називають рівнянням гармонічних коливань. Вираз (10.2) — лінійне рівняння, воно містить функцію х(t) і її другу похідну у першому степені.
Амплітуду А і початкову фазу 0 неможливо визначити із диференціального рівняння. Для цього при розв'язуванні рівняння (10.2) використовують початкові умови, які характеризують конкретний коливальний процес.
Фізичний зміст циклічної частоти пов'язаний з поняттями періоду Т і частоти коливань. Періодом називають тривалість одного повного коливання, тобто найменший проміжок часу, через який повторюється довільно обраний стан коливальної системи. За один період фаза коливання отримує приріст 2: звідси (10.З)
Частотою коливання називають кількість повних коливань за одиницю часу:
Одиниця частоти — герц: 1 Гц — це частота періодичного процесу, в якому відбувається одне коливання (повний цикл процесу) за одну секунду (1 Гц=1 с-1). Із формули (10.3) випливає, що Циклічна частота дорівнює числу коливань за 2л секунд і вимірюється в радіанах за секунду (рад/с).
Пружинний маятник – це тверде тіло, підвішене на абсолютно пружній невагомій пружині, яке під дією пружної сили може здійснювати гармонічні коливання
Рівняння коливань: . (3.8)
Період коливань визначаються масою тіла і жорсткістю пружини:
. (3.10)
Математичним маятником називають матеріальну точку, підвішену на невагомій і нерозтяжній нитці, що коливається у вертикальній площині під дією сили тяжіння.
Рівняння руху математичного маятника має такий вигляд: (10.27) Знак "мінус" вказує на те, що вертальна сила напрямлена до положення рівноваги, а зміщення відраховується від положення рівноваги, тому знак прискорення протилежний знаку зміщення.
Період: (10.28)
Звідси випливає, що період коливань математичного маятника не залежить від амплітуди коливань (для малих значень кута відхилень ) і маси маятника, а визначається його довжиною і прискоренням вільного падіння тіл у даному місці Землі.
Фізичний маятник - це тверде тіло довільної форми, яке під дією сили тяжіння здійснює коливання навколо нерухомої горизонтальної осі, що не проходить через центр маси тіла
Диференціальне рівняння коливань маятника:
. (3.17)
Період коливань фізичного маятника:
. (3.20)
Зведена довжина фізичного маятника Lзв – це довжина такого математичного маятника, період коливань якого співпадає з періодом коливань даного фізичного маятника