Презентация - Механические колебания

Механические колебания
Учитель физики высшей квалификационной категории кандидат технических наук Козакова Елена Анатольевна

Колебательные движения
Примеры колебательных движений: движение иглы швейной машины, качелей, маятника часов, вагона на рессорах, ветки дерева, поршня в цилиндре, земной поверхности. Колебательное движение – движение, повторяющееся через определенный промежуток времени

Свободные и вынужденные колебания
Свободные колебания – колебания, происходящие под действием внутренних сил системы после выведения ее из положения равновесия. Вынужденные колебания – колебания, происходящие под действием внешней периодически изменяющейся силы.

Модель для изучения колебаний
Идеальный объект для изучения колебаний: пружинный и математический маятники.

Условия для возникновения колебаний:
а) наличие у колебательной системы положения устойчивого равновесия, б) появление возвращающей силы после выведения системы из положения устойчивого равновесия, в) при возвращении в положение равновесия тело не может сразу остановиться, г) силы трения в системе малы.

Аналогия с движением тела по окружности
Проекция тела на ось Х при движении тела по окружности совершает колебательные движения.

Величины, характеризующие колебательное движение:

Т – период колебаний: промежуток времени, в течение которого совершается одно полное колебание.  - частота колебаний: число колебаний в единицу времени. Т=1/ ; =1/Т; Т =t/N ; =Nt ; [Т]=с ; [ ]=1/с=Гц .

х – смещение от положения равновесия, [х]=м А – амплитуда колебаний: максимальное смещение от положения равновесия, [A] =м  - циклическая частота колебаний: []=рад/с

Периоды колебаний
математический маятник пружинный маятник  

Гармонические колебания
Гармонические колебания – колебания физической величины по закону синуса или косинуса.  

Превращение энергии
Ер=Ек=Ер=Ек=Ер=…
 

Затухающие колебания
Затухающими называются колебания, амплитуда которых с течением времени уменьшается. Механическая энергия расходуется на совершение работы по преодолению сил сопротивления. Свободные колебания –затухающие.

Резонанс
Резонанс – резкое возрастание амплитуды колебаний при совпадении частоты собственных колебаний с частотой вынужденных колебаний.

Применение, проявление
виброуплотнители, вибромолоты, частотомеры, маятники часов, балансиры в карманных и наручных часах, камертоны, телефоны, определение ускорения свободного падения с целью обнаружения залежей полезных ископаемых. Разрушение мостов (1906 г.- мост через р.Фонтанку в С.-Петербурге, 1831 г.- мост через р.Ирвень в Манчестере), раскачивание железнодорожных вагонов на стыках рельсов, теплоходов на волнах.