Презентация на тему Механические колебания

План изучения новой темы:
1. Колебания
2. Колебательная система. Виды колебательных систем
3. Основное свойство колебательных систем
4. Свободные колебания. Смещение. Амплитуда. Свободные колебания – затухающие колебания
5. Изучение механических колебаний на примере механического колебания пружинного маятника. Работа с таблицей « Механические колебания» груза на пружине
6. Период колебаний
7. Условия колебаний
8. Гармонические колебания
9. Закрепление
10. Подведение итогов

Механические колебания
Колебания – это движение или процессы, которые точно или приблизительно повторяются через определенные интервалы времени.
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.
Колебательная система – система тел, способных совершать колебательные движения.
Пример: маятник.
Маятник – твердое тело, подвешенное на нити или на пружине, или закрепленное на оси, совершающее колебание под действием силы тяжести.
1

Виды маятников
I. Математический маятник- это материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити, находящаяся в поле тяжести Земли.
l >> r mгр.>> mнити
Колебательная система – опора, тело, нить, Земля.
2

II. Пружинный маятник- тело, подвешенное на пружине и совершающее колебания вдоль вертикальной оси под действием силы упругости пружины.
Колебательная система - опора, тело, пружина, Земля.
3

Основное свойство колебательных систем
Основное свойство колебательных систем – наличие положения устойчивого равновесия.
4

Х [м] - смещение
А=Хmax - амплитуда
5

Свободные колебания
Свободные колебания – это затухающие колебания.
Запас
энергии
Внутренние силы
К положению равновесия
Свободные колебания
Начальные условия
А=Хmax - амплитуда
6

Колебания пружинного маятника
7

А=Хmax – не меняется, задана начальными условиями.
a,х,υ,FR – периодически меняются. (по таблице).
8
Механические колебания груза на пружине
Механические колебания – периодические изменения по закону косинуса или синуса смещения, скорости, ускорения, равнодействующей силы

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.
Условия колебаний
9

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).
FR ~ x
10

Основные характеристики колебательного движения
1. Период - время одного полного колебания.
За период тело проходит расстояние, равное 4-м амплитудам
2. Линейная частота – число колебаний за 1 секунду. Герц.
– период и линейная частота взаимообратные величины.
Математический маятник с короткой нитью имеет большую линейную частоту колебаний, чем математический маятник с длинной нитью.
“Т” и “ ” для данной колебательной системы – характерные только для данной системы величин.
3. Циклическая или круговая частота – число колебаний за 2π секунд.
4. Х [м] – смещение точки от положения равновесия в данный момент времени.
5. А=Хmax [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.
11