Свободные колебания

Рождённый пустыней,
Колеблется звук,
Колеблется синий на нитке паук.
Колеблется воздух,
Прозрачен и чист,
В сияющих звёздах колеблется лист.
Н.А. Заболоцкого
Утро

Свободные механические колебания

Мир колебаний
Колебания – один из самых распространенных процессов в природе и технике;
крылья насекомых и птиц в полете;
деревья, высотные здания и высоковольтные провода под действием ветра;
маятник заведенных часов и автомобиль на рессорах во время движения;
уровень реки в течение года и температура человеческого тела при болезни.

Колебания в живых организмах
сердце
легкие

Признаком колебательного движения является его периодичность

Галилео Галилей -великий итальянский ученый
Уже в студенческие годы Галилей увлекся изучением колебаний.
Он обнаружил, что колебания маятника не зависят от его массы, а определяются длиной подвеса. Сохранилось предание о том, как молодой студент медицинского факультета Галилео Галилей в одно из воскресений 1583 года с интересом следил за качаниями зажженных лампад в церкви. По ударам пульса он определил время, необходимое для полного размаха лампад.

Христиан Гюйгенс – голландский физик, математик, механик, астроном
Опираясь на исследования Галилея, он решил ряд задач механики. В 1656 году в возрасте 27 лет им были сконструированы первые маятниковые часы со спусковым механизмом.

Термодинамические
Виды колебаний
Механические
Электромагнитные
Химические

СВОБОДНЫЕ
это колебания, происходящие под действием внутренних сил после того, как система была выведена из состояния равновесия.
ВЫНУЖДЕННЫЕ
это колебания, происходящие под действием внешних сил.
Механические колебания
Колебательное колебание – это движение, которое точно или приблизительно повторяются через определенные интервалы времени.
Колебательная система – это система тел, которая способна совершать свободные колебания

Условия возникновения свободных колебаний:
Тело должно быть первоначально выведено из положения равновесия.
Равнодействующая всех сил должна быть отличной от нуля и направленной к положению равновесия.
Трение в системе должно быть мало.
Существует одно положение равновесия в котором равнодействующая всех сил равна нулю.

Величины характеризующие колебательное движение

Xm
Амплитуда – это модуль наибольшего значения изменяющейся величины.
Хm
[Хm] = 1м
Амплитуда колебаний

– это время, за которое совершается одно колебание.
[T] = 1с
-5
Период

– это число колебаний совершаемых за 1 с.
[v] = 1 Гц
Единица измерения названа так в честь немецкого физика Генриха Герца
1Гц – это одно колебания в секунду.
Примерно с такой частотой бьётся человеческое сердце
Частота

Виды маятников
Математический
модель колебательной
системы; представляет
собой небольшой груз,
подвешенный на
длинной нити.
Пружинный – модель колебательной системы; груз, прикрепленный к пружине.

Работа в группах

Физкультминутка
Колебательные движения головы влево - вправо (5 раз)
Вращательное движение головы, подбородком касаясь груди влево - вправо (5 раз)
Наклоны влево - вправо (5 раз)

Отчет

Обобщение результатов выполнения исследовательских заданий
увеличивается
увеличивается
уменьшается
не зависит
не зависит
не зависит

Проверка теста
1 – б 7 – б
2 – б 8 – а
3 – б 9 – б
4 – б 10 – а
5 – б 11 – а
6 – б 12 – а
13 - а
Тест

Задача №1
По графику, приведённому на рисунке, найти амплитуду, период и частоту колебаний.

Ответ
0,2 м; 8 с; 0,125 Гц.

Задача №2
В Исаакиевском соборе в Петербурге висел маятник с длиной подвеса 98 м. Чему равен период его колебаний? Сколько колебаний он совершит за 1 минуту?

Ответ
20 с, 3 колебания.

Домашнее задание:
1. §18-20, знать понятия,
2. Составить 2 задачи на тему «Механические колебания.».