Презентация "Механические колебания"

Механические колебания

Механические колебания

Колебания – это движение или процессы, которые точно или приблизительно повторяются через определенные интервалы времени.

Колебания, рассматриваемые в разделе «Механика», называются механическими, при которых рассматриваются изменения положений, скоростей, ускорений и энергий каких-либо тел или их частей.

Механическим колебанием называют точно или приближенно повторяющееся движение, при котором тело смещается то в одну, то в другую сторону от положения равновесия.

Силу, под действием которой происходит колебательный процесс, называют возвращающей силой.

По способу возбуждения и характеру физических процессов выделяют:

• 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.

Виды колебаний

Каковы виды колебаний и каковы характерные осо­бенности колебательного движения, каковы основные кине­матические характеристики механических колебаний — так формулируются учебные проблемы урока. Обсуждая с детьми тему, приходим к выводу, что свободные колебания – идеальные, в то время как реальные колебания либо затухающие, либо вынужденные

Колебательная система – система тел, способных совершать колебательные движения.

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.

http://sgtnd.narod.ru Обычно маятником называют тело, колеблющееся в поле тяжести Земли. Земля входит в колебательную систему. Показаны системы в которых возможны СВОБОДНЫЕ колебания.

Учащиеся должны увидеть, что в данных системах действуют только ВНУТРЕННИЕ силы.

r m гр. m нити Колебательная система – опора, тело, нить, Земля. " width="640"

Виды маятников

I. Математический маятник - это материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити, находящаяся в поле тяжести Земли.

l r m гр. m нити

Колебательная система – опора, тело, нить, Земля.

II . 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.

Условия колебаний

• при выведении тела из положения равновесия в системе должна возникнуть сила, стремящаяся вернуть его в положение равновесия.
• силы трения в системе должны быть достаточно малы.

Свободные колебания

К положению равновесия

Свободные колебания

Запас

энергии

Внутренние силы

Свободные колебания – это затухающие колебания (т.е. их амплитуда со временем уменьшается).

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).

F R ~ x

Основные характеристики колебательного движения

1. Период - время одного полного колебания.

За период тело проходит расстояние, равное 4-м амплитудам

2. Частота – число колебаний за 1 секунду. Герц.

– период и частота взаимообратные величины.

системы величин.

3. Циклическая или круговая частота – число колебаний за 2π секунд.

4. Смещение Х [м] точки от положения равновесия в данный момент времени.

Смещение – это расстояние, на которое сместилось тело от положения равновесия

5. А = Х max [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.

Виды маятников и их характеристики

Гармонические колебания смещения, скорости и ускорения тела