Слайд 1Виды колебаний. Резонанс.
9 класс УМК А.В.Перышкин
Презентация к уроку подготовлена учителем физики
Матросовой Г.Н.
МБОУ Основная общеобразовательная школа №19 г.Костромы
Слайд 2Повторим пройденное
Приведите примеры колебательных движений
Какие колебания называются свободными?
Назовите характеристики колебательного движения
На
примере нитяного маятника покажите одно полное колебание, разные амплитуды и частоты колебаний
С помощью двух маятников покажите колебания, происходящие в одной и в разных фазах
Слайд 3Гармонические колебания
Рассмотрим колебания пружинного маятника
Под действием силы упругости шарик с маркером
совершает колебательные движения, бумажная лента движется равномерно, на ней остается след
Слайд 4Гармонические колебания
Нитяной маятник (воронка с краской) также оставляет след- кривую линию,
называется она синусоида.
Периодическое колебание, происходящее по закону синуса или косинуса называется гармоническим колебанием. При этом координата, скорость и ускорение изменяются также по закону синуса или косинуса.
Слайд 5График гармонических колебаний
ОА- амплитуда, это наибольшее отклонение от положения равновесии
ОТ –
период колебаний, за который маятник совершает одно полное колебание
Слайд 6График гармонических колебаний
Определим по рисунку амплитуду колебаний, период и частоту.
Слайд 7График гармонических колебаний
Определите по рисунку амплитуду колебаний, период и частоту.
Слайд 8Математический маятник
Вернемся к нитяному маятнику. Его колебания нельзя считать строго гармоническими,
поэтому ввели понятие математического маятника. Это материальная точка, подвешенная на тонкой нерастяжимой и невесомой нити.
Если отклонить маятник от положения равновесия, то сила тяжести и сила упругости будут направлены под углом. Равнодействующая сила уже не будет равна нулю. Под ее воздействием маятник устремится к положению равновесия, по инерции движение продолжится и маятник отклоняется в другую сторону. Равнодействующая сила его снова возвращает, процесс повторяется. Математический маятник – это модель, реально таких маятников не существует.
Слайд 9Затухающие колебания
При свободных колебаниях в реальных системах всегда происходят потери энергии.
Механическая энергия расходуется, например, на совершение работы по преодолению сил сопротивления воздуха. Под влиянием силы трения происходит уменьшение амплитуды колебаний, и через некоторое время колебания прекращаются. Чем больше силы сопротивления, тем быстрее прекращаются колебания.
Слайд 10График затухающих колебаний
Силы трения зависят от свойств среды, так в воде
колебания будут затухать быстрее, чем в воздухе
Слайд 11Вынужденные колебания
Что же можно сделать, что бы колебания не затухали? Вспомните
качели. Что бы качели качались, надо периодически толкать их, т.е. воздействовать силой, поддерживающей колебания
Колебания, совершающиеся под действием внешней периодической силы, называются вынужденными. Силу, являющейся мерой этого внешнего воздействия, называют вынуждающей.
Слайд 12Составьте таблицу
1. Колебания листьев на деревьях во время ветра
2. Биение
сердца
3. Колебания качелей
4. Колебание груза на пружине
5. Перестановка ног при ходьбе
6. Колебание струны после того, как её выведут из положения равновесия
7. Колебания поршня в цилиндре
8. Колебание шарика на нити
9. Колебания щёток стеклоочистителя
10. Колебания метлы дворника
11. Колебания иглы швейной машины
12. Колебания корабля на волнах
13.Размахивание руками при ходьбе
14. Колебание голосовых связок
Какие из них являются затухающими?
Слайд 13Резонанс
Вынужденные колебания совершаются с частотой, равной частоте изменения внешней силы. Амплитуда
вынужденных механических колебаний достигает наибольшего значения в том случае, если частота вынуждающей силы совпадает с частотой колебательной системы.
Это явление называется резонансом.
Слайд 14Резонанс
20 января 1905 г. по Египетскому мосту Петербурга проходил эскадрон гвардейской кавалерии,
навстречу ему двигались 11 саней с возницами. В этот момент мост рухнул на лёд Фонтанки. Обошлось без человеческих жертв; погибли три лошади. Виновник обрушения - резонанс. Частота внешней силы совпала с собственной частотой колебаний моста, амплитуда резко возросла, наступил резонанс и мост обрушился.
Слайд 15Резонанс
Видео Такомский мост
1940г. Обрушение Такомского моста в США. Во многих учебниках
причиной аварии называется явление вынужденного механического резонанса, когда внешняя частота изменения ветрового потока совпадает с внутренней частотой колебаний конструкций моста. Однако есть версия , что причиной стал аэроупругий флаттер (динамические крутильные колебания) из-за недоучета ветровых нагрузок при проектировании сооружения.
Слайд 16Демонстрация: маятники разной длины на одной струне
Видео Резонанс
Амплитуда вынужденных колебаний
зависит от частоты изменения вынуждающей силы
Слайд 17Вред резонанса
Разрушение сооружений
Обрыв проводов
Раскачивание вагона на стыке рельсов
Раскачивание груза на подъемном
кране
Резонансные колебания кораблей
Расплескивание воды из ведра
Резонансные колебания первых самолетов
Слайд 18Польза резонанса
Резонаторы в музыкальных инструментах
Раскачивание качелей
Раскачивание колоколов
Магнитно-резонансное обследование организма
Выталкивание застрявшей
машины
Слайд 19Подумай
Рассказывают, что при пении Ф.И. Шаляпина дрожали хрустальные подвески люстр.
Почему?
Почему при некоторой скорости движения оконные стекла в пассажирском автобусе начинают дребезжать?
Когда несут ведро с водой, то вода при некоторой скорости начинает выплескиваться из ведра. Почему это происходит и как прекратить выплескивание?
Слайд 20Ресурсы
1. http://interneturok.ru/physics/9-klass/mehanicheskie-kolebaniya-i-volny/garmonicheskie-zatuhayuschie-vynuzhdennye-kolebaniya-rezonans
2. http://msk.edu.ua/ivk/Fizika/Konspekt/Kolebaniya_Volny.php
3. https://www.youtube.com/watch?v=ux27Dovb9Fs 4.https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/transcoded/1/19/Tacoma_Narrows_Bridge_destruction.ogg/Tacoma_Narrows_Bridge_destruction.ogg.480p.webm
5. https://www.youtube.com/watch?v=YoMdGLqo-Jw
http://free-office.net/shablony-powerpoint/
Фото
http://shuwany.ru/wp-content/uploads/2015/01/mayatnik_1.jpg
http://www.s0alex.ru/img25/ab17-753.jpg
http://bot.kz/wp-content/uploads/2011/09/15764-swing.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2b/Egyptian_bridge_catastrophy.jpg/250px-Egyptian_bridge_catastrophy.jpg
http://www.zengarden.in/wp-content/uploads/2010/08/17-300x300.jpg