Механические колебания и волны

Механические колебания
и волны
Цели: Иметь представления о колебательном
движении;
изучить
свойства
и
основные
характеристики
периодических
(колебательных)
движений; ввести понятия амплитуды, периода и
частоты колебаний.
Механические колебания
- это повторяющееся движение, при котором тело
многократно проходит одно и то же положение в
пространстве.
Механические колебания
периодические
непериодические
Классификация колебаний:
а – сложной формы, б – прямоугольные,
в – пилообразные, г – гармонические,
д – затухающие, е – нарастающие
Механические колебания
Минимальный промежуток времени, через
который движение повторяется, называют
периодом колебания
Отклонение тела от положения равновесия
называют смещением
Наибольшее (по модулю) отклонение тела
от положения равновесия называют
амплитудой
Механические колебания
Величины, характеризующие колебательное движение
Период колебаний
Период Т - время одного полного колебания:
Частота колебаний
Частота ν - число полных колебаний за единицу времени:
Колебательное движение характеризуются также
циклической частотой:
Амплитуда колебания
Амплитуда x (или А) - наибольшее смещение от положения
равновесия, измеряется в метрах (м).
Механические колебания
Гармонические колебания
– колебания, при которых физическая величина,
характеризующая эти колебания, изменяется во времени
по синусоидальному закону.
Механические колебания
модели колеблющихся тел
математический
где l – длина нити,
g – ускорение свободного падения
пружинный
где m - масса груза,
к - жесткость пружины
Затухающие колебания: полная механическая
энергия начинает уменьшаться, т.к. уходит на
преодоление сил трения
При вынужденных колебаниях может
наблюдаться явление резкого возрастания
амплитуды A вынужденных колебаний системы
– резонанс
Зависимость амплитуды колебаний системы от
частоты вынуждающей силы называется
резонансной кривой
Механическая волна
- Процесс распространения колебаний частиц
среды или другого типа возмущения среды
продольные
- Волны, в которых
колебания частиц
происходят вдоль
направления
распространения волны
поперечные
- Волны, в которых
колебания частиц
происходят
перпендикулярно
направлению
распространения
волны
Механическая волна
Фронт волны (волновой фронт) – это
поверхность, которая представляет собой
геометрическое место точек, колеблющихся с
одной и той же фаз ой (т.е. в фазе друг с
другом).
передний фронт волны – поверхность в
пространстве, отделяющая в данный момент
времени часть пространства, вовлеченную в
волновой процесс, от области, в которой
колебания еще не возникли.
Решение задач
Задача 1
Маятник совершил 20 колебаний за 1 мин. 20 с. Найти период и частоту
колебаний.
Задача 2
Математический маятник длиной 2,45 м совершил 100 колебаний за 314 с.
Определить ускорение свободного падения для данной местности.
Задача 3
Какова длина математического маятника, совершающего гармонические
колебания с частотой 0,5 Гц на поверхности Луны? Ускорение свободного
падения на поверхности Луны 1,6 м/с2.
Задача 4
Груз массой 0,4 кг, подвешенный к невесомой пружине, совершает 30
колебаний в минуту. Чему равна жесткость пружины?
Домашнее задание
§36-39, стр. 327 №169,170.
Задача
Груз массой 0,6 кг, подвешенный к невесомой пружине, совершает 60
колебаний в минуту. Чему равна жесткость пружины?