6a2bb9b20d8d44caa746c6107ffd9ff5

1.

УРОК ФИЗИКИ В 11 КЛАССЕ
Механические колебания

2.

Механические колебания
– движения, которые повторяются, через Т
Свободные колебания – за счет запаса энергии
ℓ
1
2
Т – период (с)
T
Т
ν – частота (Гц)
l ω – циклическая частота (рад/с) ω = 2πν
T 2
х – смещение,
х = 0 – положение T 2
g хm – амплитуда
равновесия
Гармонические колебания –
параметры изменяются по закону синуса или косинуса
xm
0
m
k
ЗСЭ: Ек + Ер = Емех = const
x = xm·sinωt
v = xmω·cosωt
a = - xmω²·sinωt
vm = xmω (t=0)

3.

ХАРАКТЕРИСТИКИ КОЛЕБАНИЙ
Изменяются в
процессе колебаний
Остаются
неизменными
Координата
Амплитуда
(зависит от энергии)
x = xm·sinωt
Скорость
Период
Частота
v = xmω·cosωt
(зависят
от
Ускорение
параметров системы)
a = - xmω²·sinωt

4.

МАЯТНИКИ
• Математический маятник
• Пружинный маятник
Вопросы:
1. Что называется периодом?
2. Что представляет собой положение равновесия?
3. Как изменяется скорость маятника?
4. Какую роль играет сила трения?
5. Какие силы участвуют в колебательном
процессе?

5.

Условия возникновения
механических колебаний
• Наличие в колебательной системе
избыточной энергии(за счет отклонения
нити с грузом, сжатия пружины)
• При выводе тела из положения равновесия
равнодействующая сила всегда направлена
к положению равновесия
• Силы трения в системе малы

6.

ВНУТРЕННИЕ СИЛЫ
9

7.

УРАВНЕНИЕ КОЛЕБАНИЙ
• x =xmcosωt
или
x = xmsinωt
х – координата (смещение)
хm – амплитуда
ω – циклическая частота
t – время

8.

ПАРАМЕТРЫ КОЛЕБАНИЙ
• ω – число колебаний за 2π секунд (рад/с)
• ν – число колебаний за 1 секунду (Гц)
2
2
Т
vm = xmω - максимальная скорость (м/с)
am = xmω² - максимальное ускорение (м/с²)

9.

ПАРАМЕТРЫ КОЛЕБАНИЙ
t
T
n
n
t
T
1
1
T
n - количество колебаний, t – время колебания
l
T 2
g
Нитяной маятник
l – длина нити
g = 10м/с²
m
T 2
k
Пружинный маятник
m – масса груза
k – коэффициент жесткости

10.

СВЯЗЬ КООРДИНАТЫ,
СКОРОСТИ И УСКОРЕНИЯ
х = xmcosωt
v = -vmsinωt
a = - amcosωt

11.

АНАЛИЗ ГРАФИКА КОЛЕБАНИЙ

12.

ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ
Ep
2
kx
mv
EP
EK
2
2
EP (max) EK (max)
2
Ek
m v2
EP mgh EK
2
EP (max) EK (max)

13.

ЗАТУХАЮЩИЕ КОЛЕБАНИЯ
– колебания, происходящие под действием
силы трения. При таком движении
амплитуда и скорость уменьшаются, а
период и
частота не
меняются.

14.

ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ
• Колебания, совершающиеся под
воздействием внешней периодической
силы, называются вынужденными.
• Внешняя сила совершает положительную
работу и обеспечивает приток энергии к
колебательной системе. Она не дает
колебаниям затухать, несмотря на действие
сил трения.
• Частота вынужденных колебаний равна
частоте внешней силы

15.

РЕЗОНАНС
– возрастание амплитуды вынужденных
колебаний при совпадении частоты
вынуждающей силы и собственной
частоты колебательной системы

16.

Используемая литература
• 1. Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват.
учреждений: базовый и профильный уровни
/Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М.Чаругин;. М.:
Просвещение, 2009. - 399с
• 2.Открытый колледж
http://www.college.ru/physics/courses/op25part
2/content/chapter1/section/paragraph5/theory/
html
• 3. ИНФОФИЗ – мой мир
http://ens.tpu.ru/POSOBIE_FIS_KUSN