Презентация - Механические колебания

Механические колебанияМеханические колебанияМеханические колебанияМеханические колебанияМеханические колебанияМеханические колебанияМеханические колебанияМеханические колебанияМеханические колебания







Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Механические колебания
Виды колебаний.

Слайд 2

Колебания бывают свободными и вынужденными
Свободные колебания происходят без воздействия внешних периодически изменяющихся сил.     При наличии таких сил колебания называют вынужденными. Тряска автомобиля, движущегося по неровной дороге, движение качелей, которые периодически подталкивают, - все это вынужденные колебания. На рисунке показан пример вынужденных колебаний, которые вызваны оборотами ручки. Частота и период вынужденных колебаний совпадают с частотой и периодом изменений внешней силы. Вынужденные колебания применяются в различных установках, например в вибромолоте

Слайд 3

 Колебания являются очень распространенным видом движения. Это покачивание веток деревьев на ветру, качание маятника в настенных часах, волны на воде. Рассмотрим колебательное движение на примере двух маятников.
Нитяной маятник представляет собой шарик, прикрепленный к тонкой, легкой нити. Если шарик сместить в сторону, и отпустить, то он периодически начнет колебаться.
Пружинный маятник представляет собой груз, способный колебаться под действием силы упругости пружины.

Слайд 4

Нитяной маятник

Слайд 5

Пружинный маятник
Для того, чтобы свободные колебания совершались по гармоническому закону, необходимо, чтобы сила, стремящаяся возвратить тело в положение равновесия, была пропорциональна смещению тела из положения равновесия и направлена в сторону, противоположную смещению: F (t) = ma (t) = –m ω2 x (t).
В этом соотношении ω – круговая частота гармонических колебаний. Таким свойством обладает упругая сила в пределах применимости закона Гука: Fупр = –kx. Силы любой другой физической природы, удовлетворяющие этому условию, называются квазиупругими. Таким образом, груз некоторой массы m, прикрепленный к пружине жесткости k, второй конец которой закреплен неподвижно, составляют систему, способную в отсутствие трения совершать свободные гармонические колебания. Груз на пружине называют линейным гармоническим осциллятором.

Слайд 6

Частота ω0 называется собственной частотой колебательной системы. Период T гармонических колебаний груза на пружине равен

Слайд 7

Крутильный маятник.
Mупр = –χθ. Это соотношение выражает закон Гука для деформации кручения. Величина χ аналогична жесткости пружины k. Второй закон Ньютона для вращательного движения диска записывается в виде где I = IC – момент инерции диска относительно оси, проходящий через центр масс, ε – угловое ускорение. По аналогии с грузом на пружине можно получить: Крутильный маятник широко используется в механических часах. Его называют балансиром. В балансире момент упругих сил создается с помощью спиралевидной пружинки.

Слайд 8

Математический маятник
Эта формула выражает собственную частоту малых колебаний математического маятника. Следовательно,

Слайд 9

Физический маятник
I ε = M = –m g dφ. где ε – угловое ускорение маятника, I – момент инерции маятника относительно оси вращения O. Модуль коэффициента пропорциональности между ускорением и смещением равен квадрату круговой частоты:
Здесь ω0 – собственная частота малых колебаний физического маятника.