МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ. ЗВУК. (11 час.

МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ. ЗВУК. (11 час. ) МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ § 24, 25, 26, 28, 29 ОК- 12

Время в Особенности работы организма Это интересно… часах 10… 15 Период активной деятельности человека, мозг в это время работает наиболее эффективно «Вся природа живая 13… 14 Выделяется больше всего желудочного сока — время и неживая, все виды обеда искусства – музыка, 16… 17 Быстрее всего растут волосы и ногти — час роста пение, архитектура, живопись, поэзия пронизаны 17… 18 Время чувств: обостряется слух, вкус и обоняние ритмическими колебаниями» 20… 21 Час тоски: время раздумий о своих неосуществлённых планах, печали об упущенных возможностях А. Л. Чижевский. 22… 23 Время раздумий о завтрашнем дне: сквозь тучи внутренних переживаний пробивается луч надежды, настроение выравнивается 23… 00 Время активной деятельности печени и желчного пузыря, может появиться раздражительность и агрессивность. Рекомендуется ложиться спать, чтобы избежать споров 00… 01 «Час слепоты» : глаз требует дополнительного напряжения, зрение перенапрягать не стоит

«… многие явления, относящиеся к теории звука и колебаний, столь примечательны и занятны, что труд их исследователя будет сторицей вознагражден тем удовлетворением, которое он при этом получит» . Томас Юнг

Все в природе состоит из колебаний….

I. КОЛЕБАТЕЛБНОЕ ДВИЖЕНИЕ (КД) – движение, повторяющееся через определенный промежуток времени в двух противоположных направлениях. Виды КД Свободные (СК) Вынужденные (ВК) • внутренние Fвнут силы • внешние периодические УСЛОВИЯ: Fвнеш • Fтр = 0 УСЛОВИЯ: • F направлена к ПР • Fтр ≠ 0 • E=const , ∆E=0 • E≠const • ∆E=Авн Затухающие (ЗК) УСЛОВИЯ: • Fтр ≠ 0 • ∆ E≠ 0 Гармонические (ГК) – колебания, при которых ФВ изменяются по законам sin (cos).

II. ХАРАКТЕРИСТИКИ КД: • ПЕРИОД ( T ) – СФВ, время одного полного колебания. • ЧАСТОТА КОЛЕБАНИЯ( ) – СФВ, число колебаний в единицу времени. , где t - время движения, N – число колебаний • ЦИКЛИЧЕСКАЯ ЧАСТОТА ( ) – СФВ, число колебаний за 2 секунд ФАЗА КОЛЕБАНИЯ ( ) – СФВ, характеризующая состояние колебательной системы в любой момент времени. [ ]=1 рад/с=1°/с [ ]=1°=1 рад

Связь между периодом, частотой и циклической частотой: Генрих Рудольф Герц 22. 02. 1857 — 01. 1894

Фаза колебаний Колебания происходят в противоположных фазах. различных фазах. одинаковых фазах.

• СМЕЩЕНИЕ (х) – СФВ, равная отклонению тела от положения равновесия (ПР). • АМПЛИТУДА (Хm) – CФВ, максимальное смещение. [x]=[Xm]=1 м Xm > 0 • ГАРМОНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ (ГК) – колебания, при которых колеблющаяся величина изменяется со временем по гармоническому закону (синуса, косинуса) • УРАВНЕНИЕ ГК – ОЗМ для ГК:

Циклическая частота Начальная Амплитуда фаза Фаза колебаний Смещение

Синусоида

Косинусоида

График колебаний Х А 0 t - А

Колебательные системы Сижу, как в забытьи, бесцельные часы, Смотрю, как предо мной колеблются весы, Как стрелка движется, медлительно склоняясь, От средней линии размерно отклоняясь. Александр Чижевский. Колебательные системы «Хочешь сделать Пружинный маятник доброе дело, Математический Физический отбрось маятник маятник колебания» (персидская пословица)

III. КОЛЕБАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА – система тел, способная совершать СК МАЯТНИК – Т. т, совершающее КД около неподвижной точки (оси) - ПР

КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ПРУЖИННЫЙ МАЯТНИК - тело, укрепленное на пружине и совершающее колебание вдоль вертикальной (горизонтальной) оси под действием силы упругости ПРИМЕНЕНИЕ :

КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ МАТЕМАТИЧЕСКИЙ МАЯТНИК - материальная точка, укрепленная на невесомой, нерастяжимой нити. ПРИМЕНЕНИЕ :

ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ: ЗСЭ: Е = Ек + Ер = Ек max = Ep max

ЗАТУХАЮЩИЕ КОЛЕБАНИЯ (ЗК) - колебания, амплитуда которых уменьшается с течением времени. ЗСЭ: Е = Ек + Ер → ∆Е≠ 0=Атр Е↓ U↑ Причина затухания колебаний – силы сопротивления.

Затухающие колебания

IV. ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ

ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ (ВК) – колебания, происходящие под действием внешней периодической силы Условия: внешняя периодическая сила Fвн , где - частота вынужденных колебаний Внешняя сила – энергия Колебательная внешний источник система энергии