Слайд 1Механические колебания
и волны
Слайд 2Колебаниями называются движения, процессы, изменения состояния, которые характеризуются определенной повторяемостью во времени
значений физических величин, определяющих это движение, процесс или состояние.
Слайд 3Условия возникновения механических колебаний
Наличие положения устойчивого равновесия, при котором равнодействующая всех
сил равна нулю.
Хотя бы одна из сил должна зависеть от координаты
Наличие в колеблющемся теле избыточной энергии (за счет этой энергии происходят колебания)
Если тело выведено из равновесия, то равнодействующая сила не равна нулю.
Силы трения в системе достаточно малы.
Слайд 4Смещением называется физическая величина, которая изменяется со временем при колебательном движении
Амплитуда представляет собой максимальное смещение колеблющегося объекта от положения равновесия.
Слайд 8Гармоническими называют колебания, в которых интересующая нас величина х (например, линейное или
угловое смещение из положения равновесия, скорость, ускорение, заряд, напряжение и т.д.) изменяется со временем t по закону косинуса или синуса
Слайд 9График гармонического колебания
Слайд 10Уравнение гармонических колебаний
Если колебание начинаем исследовать из положения равновесия, то колебание
будет повторять синусоиду.
Если колебание начинаем рассматривать из положения максимального отклонения, то колебание опишет косинус
Слайд 11Если колебание описывать по закону косинуса
Если колебание описывать по закону синуса
Слайд 12При колебательном движении скорость и ускорение изменяются от точки к точке,
от одного момента времени к другому.
В точках максимального отклонения от положения равновесия скорость равна нулю.
В точках равновесия скорость максимальна
В точках максимального отклонения от положения равновесия ускорение максимально
В точках равновесия ускорение равно нулю.
Слайд 18Механические волны – это процесс распространения в пространстве колебаний частиц упругой среды
Среда называется упругой, если
между ее частицами существуют силы взаимодействия, которые препятствуют каким-либо деформациям этой среды
Слайд 19Возникновение и распространение механической волны
Слайд 20При распространении волны происходит перенос энергии, а не перенос вещества – частицы
во время прохождения волны совершают колебания вблизи фиксированных положений равновесия; волна осуществляет перенос энергии из одной области пространства в другую.
Механические волны не могут возникнуть в вакууме, они могут возникать и распространяться только в веществе – жидком, твердом или газообразном.
Слайд 21Виды волн
Если в волне частицы среды испытывают смещение в направлении, перпендикулярном
направлению распространения, то волна называется поперечной
Если смещение частиц среды происходит в направлении распространения волны, то волна называется продольной
Слайд 23Продольные механические волны могут распространяться в любых средах – твердых, жидких
и газообразных.
Поперечные волны не могут существовать в жидкой или газообразной средах.
Слайд 24Длиной волны λ называют расстояние между двумя соседними точками на оси OX, колеблющимися
в одинаковых фазах.
Расстояние, равное длине волны λ, волна пробегает за период Т, следовательно, λ = υT, где υ – скорость распространения волны.
Слайд 25Свойства механических волн
Отражение волн - механические волны любого происхождения обладают способностью отражаться
от границы раздела двух сред.
Преломление волн - при распространении механических волн можно наблюдать и явление преломления: изменение направления распространения механических волн при переходе из одной среды в другую.
Дифракция волн - отклонение волн от прямолинейного распространения, то есть огибание ими препятствий.
Интерференция волн - взаимовлияние двух волн. В пространстве, где распространяются несколько волн, их интерференция приводит к возникновению областей с минимальным и максимальным значениями амплитуды колебаний
Слайд 26Звуковые волны – упругие волны в среде, вызывающие у человека слуховые ощущения
Слайд 27Частота колебаний, соответствующих звуковым волнам, лежит в пределах от 16 Гц
до 20 кГц.
Скорость распространения звуковых волн определяется скоростью передачи взаимодействия между частицами.
Слайд 28Механические колебания, частота которых превышает 20000 Гц, называются ультразвуковыми, а колебания
с частотами менее 20 Гц – инфразвуковыми.
Слайд 29Характеристики звука
Высота звука определяется частотой источника звуковых колебаний. Чем больше частота колебаний,
тем выше звук; колебания малых частот соответствуют низкие звуки.
Тембр звука определяется формой звуковых колебаний. Различие формы колебаний, имеющих одинаковый период, связано с разными относительными амплитудами основной моды и обертоном.
Громкость звука характеризуется уровнем интенсивности звука.
Интенсивность звука – энергия звуковых волн, падающая на площадь 1 м2 за 1 сек.