Механические колебания и волны. Тема 2. Колебательное движение. Свободные колебания. Колебательные системы. Маятник

Колебательные движения.
Галилей в 19 лет заметил: висящая на длинном подвесе лампада
Пизанского собора колеблется периодически
Нитяной,
математический
маятник

Укажите различия и сходство в колебательных движениях
Основной признак колебательного движения –
периодичность

Сила упругости, которая обеспечивает колебания, называется возвращающей, так как она стремится вернуть груз маятника в положение равновесия.
Если грузы этих маятников вывести из положений равновесия, то возникают
силы упругости, направленные к положениям равновесия. Благодаря этим силам и происходят колебания.

Возвращающую силу нетрудно измерить динамометром

Df. Колебание – это движение, при котором тело поочередно смещается то в одну, то в другую сторону.
Примеры колебаний:
Движение иглы в швейной машине
Струна музыкального инструмента
Маятник часов
Вагон на рессорах
Математический маятник
Пружинный маятник
Сердце
Ветка на ветру
Мембрана телефона
Ветка, с которой слетела птица
качели

Главная особенность колебательного движения - периодичность.
Df.
Т-период колебаний- промежуток времени, через который движение повторяется – время, в течение которого тело совершает одно полное колебание.
t- время всех колебаний
N- число всех колебаний

Связь между периодом и частотой.

Колебательные системы- системы тел, которые способны совершать свободные колебания.
Вынужденные колебания-колебания, которые происходят под действием внешней периодической вынуждающей силы.
Свободные колебания- колебания, происходящие только благодаря начальному запасу энергии.

Ветка на ветру
Ветка, с которой вспорхнула птица
сердце
Поршень
в ДВС
Струна гитары
Вагон на
рессорах
Матем. маятник
Пруж. маятник
Свободный конец линейки
Игла в швейной машине

Колебания, происходящие только благодаря начальному запасу энергии, называются свободными
Какие колебания называют свободными?
Свободные колебания
http://www.askskb.net/textbook/mechanics1-txt.html

Колебательные системы
T – период колебания -промежуток времени, в течение которого происходит одно полное колебание

Колебательные системы
- частота колебаний-
число колебаний за 1 с
частота- величина, обратная периоду.
период- величина, обратная частоте

х- смещение – отклонение тела от положения равновесия.
А= х max -амплитуда- наибольшее смещение.

Решение:
А =0,2 м- амплитуда колебания
Какой путь пройдет груз за время одного полного колебания, если амплитуда равна 0,2 м?
За период тело проходит путь, равный 4 амплитудам
S = 4⋅А = 4 ⋅0,2 м = 0,8 м-путь
Ответ: S = 0,8 м
Дано:
t =T
А =0,2 м
A
A
S -?

Дано: Решение:
t = 10c
N = 5
T - ?
Ответ: T = 2c
1. Маятник за 10 с совершил 5 колебаний. Найти период его колебаний.
ТРЕНИРОВОЧНЫЙ ТЕСТ «КОЛЕБАНИЯ»

Дано: Решение:
t = 20c
N = 60
v - ?
Ответ: v = 3Гц
2. Маятник за 20 с совершил 60 колебаний. Найти частоту его колебаний.

Дано: Решение:
t = 5c
N = 20
T - ?
v - ?
Ответ: T = 0,25c; v = 4Гц
3.Маятник за 5 с совершил 20 колебаний. Найти период и частоту его колебаний.

I.Какое из перечисленных ниже движений является механическим колебанием?
движение качелей;
движение мяча, падающего на землю.
А) только 1
Б) только 2
В) 1и 2
Г) ни 1, ни 2
Тест «Колебания»

II.Какие из перечисленных колебаний являются свободными?
колебания груза подвешенного к пружине, после однократного его отклонения от положения равновесия;
колебания диффузного громкоговорителя во время работы приемника.
А) только 1
Б) только 2
В) 1и 2
Г) ни 1, ни 2
Тест «Колебания»

III. За 4 с маятник совершил 8 колебаний. Определите период колебаний.
А) 8с Б) 4с
В) 2с Г) 0,5с
Тест «Колебания»
Дано: Решение:

IV. За 4 с маятник совершил 8 колебаний. Определите частоту колебаний.
А) 8 Гц
Б) 4 Гц
В) 2 Гц
Г) 0,5Гц
Тест «Колебания»
Дано: Решение:

V. На рисунке представлена зависимость координаты колеблющегося тела от времени.
Какова амплитуда колебаний?
А) 0,1 м
Б) 0,2с
В) 0,4с
Г) 0,4Гц
Тест «Колебания»
А- амплитуда колебаний

VI.На рисунке представлена зависимость координаты колеблющегося тела от времени. Чему равен период колебаний?
А) 0,1с Б) 0,2с
В) 0,4с Г) 0,4Гц
Тест «Колебания»