Механические колебания - это движения, которые повторяются во времени около положения равновесия. Условия возникновения механических колебаний. • Внешнее воздействие на колебательную систему для выведения из положения равновесия. • При выведении тела из положения устойчивого равновесия возникает равнодействующая, направленная к положению равновесия. (возникают условия для постоянного перехода кинетической энергии в потенциальную и обратно). • Силы трения в системе малы. Для возникновения колебания тело необходимо вывести из положения равновесия, сообщив либо кинетическую энергию (удар, толчок), либо потенциальную (отклонение тела).
ПРИМЕРЫ КОЛЕБАНИЙ F T T T F FF mg F F
Характеристики колебательного процесса. Смещение - отклонение колеблющейся точки от положения равновесия в данный момент времени. Единицы измерения : Метры (м) Обозначение : x Формула : x = xmcos (ω t) x = xmsin (ω t) Амплитуда- наибольшее смещение от положения равновесия. Единицы измерения : Метры (м) Обозначение : xm Если колебания незатухающие, то амплитуда постоянна! Период-время, за которое совершается одно полное колебание. Единицы измерения : Секунды (с) За время, равное одному периоду (одно полное колебание), тело Обозначение : T t 1 2 π совершает перемещение, равное 0 и проходит путь, равный 4 xmax. Формула : T= = = N ν ω Частота-число полных колебаний за единицу времени. Единицы измерения : Герцы (Гц) Обозначение : ν Формула : ν= N Частота колебаний равна одному герцу, если за 1 секунду -1 совершается 1 полное колебание. 1 Гц=1 с t Циклической (круговой) частотой периодических колебаний называется число полных колебаний, Единицы измерения : с Обозначение : ω 2π ω = = 2πν Формула : T -1 которые совершаются за 2π единиц времени.
Фаза колебания- физическая величина, определяющая смещение x в данный момент времени. Единицы измерения : Радианы (рад) Обозначение : φ Формула: φ = φ0 + ω t Фаза колебания в начальный момент времени (t = 0) называется начальной фазой (φ0)! X x = xм cos (ω t) xм φ0 = 0 x = xм cos (ω t - π) 0 xм T t φ0 = -π
Колебания математического маятника. ℓ 0 y Колебания пружинного маятника. F 2 x 2 F 1 x x 1 F h 0 mg mg mg Формула Галилея : Формула Гюйгенса : T=2π m k m - масса груза [кг] k - жесткость пружины T=2π [Н] м ℓ g ℓ - длина маятника [м] g - ускорение свободного падения м [ с2 ]
Превращение энергии. 0 x xм αx υx 0 0 -υм -xм - 0 0 xм m xм k m xм - m 0 kx 2 м 2 0 0 kx 2 м 2 m υ 2 м 2 0 k Wn m υ2 m 2 0 υм 0 k Wk xм 0 0 kx 2 м 2
• КОЛЕБАНИЯ-процессы изменения состояния тела, обладающие той или иной повторяемостью во времени. Главное свойство колебательного движения-периодичность во времени! Свободные колебания - это колебания, которые возникают в системе под действием внутренних сил, после того как система была выведена из положения устойчивого равновесия. X xм 0 t T xм Вынужденные колебания-это колебания, которые происходят под действием внешней периодической силы. x Затухающие колебания- это колебания, энергия (а значит, и амплитуда) которых уменьшается с течением времени. x A 0 0 t 0 -A 0 t
Резонанс - это явление возрастания амплитуды колебаний приближении частоты вынуждающей силы ω к собственной частоте колебательной системы ω0. δ 1= 0 δ 1 < A δ 2 δ 3 δ 4 0 0 ω0 ω < δ 3 < δ 4
Электромагнитные колебания - это периодические изменения электрического заряда (силы тока, напряжения) во времени. Колебательный контур - это электрическая цепь, состоящая из последовательно соединенных конденсатора с емкостью C и катушки с индуктивностью L. С Параметры : C - электроемкость (Фарады [Ф] ) L - индуктивность (Генри [Гн] ) R - сопротивление (Омы [Ом] ) Резонанс в электрической цепи - явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний тока приближении частоты внешнего напряжения (эдс) и собственной частоты колебательного контура. L
![Закономерности электромагнитных и механических колебаний математически одинаковы Величины : T - период (Секунды [с]](https://present5.com/presentation/136405201_336551899/image-11.jpg "Закономерности электромагнитных и механических колебаний математически одинаковы Величины : T - период (Секунды [с]")
Закономерности электромагнитных и механических колебаний математически одинаковы Величины : T - период (Секунды [с] ) ν - частота (Герцы [Гц] ) ω - циклическая частота (Секунды в минус 1 степени [с - 1 ] ) Формула Томсона : T = 2π LC q qmax 0 -qmax t Зависят от L и. C
q - + + qmax imax + - 0 -qmax U Umax 0 -Umax i 0 imax 0 esi Wэл -emax CUmax 2 0 +emax Wм 2 2 max Li 2 0 CU 2 0 2 max 0 2 imax - - + + 0 0 -imax 0 Limax 2 0 2 qmax Umax 0 -emax CUmax 2 0
Закон сохранения энергии. R 0 2 CU + 2 Imax= Wэл+Wмагн=const=первоначальный запас энергии LI 2 2 2 = 2 CUmax или 2 2 C Umax L 2 LImax = 2
Скачать презентацию Механические колебания — это движения которые повторяются во
колебания мех и элек.ppt