Презентация, доклад по физике на тему Затухающие и вынужденные колебания. Резонанс (11 класс)

«Гимназия №2»,
г.о. Балашиха, мкр. Железнодорожный.

2017 год

вопросы и задания

колебаний?
Что называют циклической частотой? Как связаны циклическая частота и период колебаний?
От чего зависит период колебаний пружинного маятника, математического маятника?

при гармонических колебаниях?

времени. Чему равна амплитуда, период и частота колебаний этой точки?

пружину заменяют на пружину бόльшей жёсткости, а амплитуду колебаний оставляют неизменной. Как изменятся при этом три величины: период колебаний, максимальная потенциальная энергия маятника, его максимальная кинетическая энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

и отпустили с начальной скоростью равной нулю (см. рисунок). Через какое время (в долях периода) после этого кинетическая энергия маятника во второй раз достигнет максимума? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Математический маятник с периодом колебаний Т отклонили на небольшой угол от положения равновесия и отпустили с начальной скоростью, равной нулю (см. рисунок). Через какое время (в долях периода) после этого потенциальная энергия маятника в первый раз вновь достигнет максимума? Сопротивлением воздуха пренебречь.

в 4 раза?
Период колебаний потенциальной энергии пружинного маятника 1 с. Каким будет период ее колебаний, если и массу груза маятника, и жесткость пружины увеличить в 4 раза?

Зависимости некоторых величин от времени имеют вид:
х1 = 10-2sin (2t + π/3 ); 
х2 = 0,1sin (2t2);
х3 = 0,01sin (3√t );
х4 = 0,05t sin (2t + π/3 ).
Какая из этих величин совершает гармоническое колебание?

при затухающих колебаниях? Какие превращения энергии происходят при этом?

Вывод : механическая энергия превращается во внутреннюю. Механическая энергия расходуется на работу по преодолению сил сопротивления

большого размера. Определите с помощью секундомера период их колебаний и время затухания этих колебаний. Сделайте вывод.

Вывод: чем большее сопротивление испытывает колеблющееся тело, тем быстрее убывает амплитуда и скорее прекращаются колебания

при езде по неровной дороге, при колебаниях кузова связанный с ним поршень движется в цилиндре, заполненном жидкостью. Жидкость перетекает через отверстия в поршне, что приводит к появлению больших сил сопротивления и быстрому затуханию колебаний.

колебания, происходящие под действием внешней периодической силы.

При установившихся вынужденных колебаниях частота колебаний всегда равна частоте внешней периодически действующей силы.

этого обрушился Египетский мост через речку Фонтанка, когда по нему проходил маршевым шагом ( в ногу) кавалерийский эскадрон.

максимума, когда внешняя сила действует в такт со свободными колебаниями.

Резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний при совпадении частоты изменения внешней силы ω, действующей на систему, с частотой ее свободных колебаний ω₀ называется резонансом.
(Латинское resonans – дающий отзвук).

ω = ω₀ - условие резонанса

трения и одной и той же амплитуде внешней силы.

Возрастание амплитуды вынужденных колебаний при резонансе выражено тем отчетливее, чем меньше трение в системе. В системе с малым трением амплитуда колебаний при резонансе может быть очень большой даже, когда внешняя сила мала. Но большая амплитуда устанавливается только спустя продолжительное время после начала действия внешней силы.

что по нему шли маршевым шагом
Резонанс моста под действием периодических толчков при прохождении поезда по стыкам рельсов.

Известны случаи, когда целые корабли входили в резонанс при определённых числах оборотов гребного вала

совпадении собственной частоты колебаний на рессорах с частотой ударов колес на стыках рельсов.
Сильное раскачивание пароходов на волнах.
В тех случаях, когда резонанс может нанести ущерб, принимают меры, для его устранения. Для этого нужно заранее рассчитать частоты колебаний машин, фундаментов, средств транспорта и т.д. , чтобы при их эксплуатации резонанс не смог наступить.

Например, многие заводские станки, отдельные части которых совершают колебания, устанавливают на массивном фундаменте.

прибора, предназначенного для определения частоты переменного тока, сила которого изменяется по гармоническому закону

Тяжелый язык большого колокола может раскачать даже ребенок, если он будет натягивать веревку с периодом  свободных колебаний языка. Но самый сильный человек не раскачает язык, дергая веревку не в резонанс.

томографи-ческих медицинских изображений для исследования внутренних органов и тканей с использованием явления ядерного магнитного резонанса.

Резонаторы в музыкальных инструментах

на нитях равной длины. Массы шариков различны, колебания какого из маятников прекратятся быстрее?
Какие колебания называют вынужденными? Приведите примеры вынужденных колебаний.
Приходилось ли вам наблюдать явление резонанса дома или на улице?

от частоты вынуждающей силы (резонансная кривая). Частота вынуждающей силы вначале была равна 0,5 Гц, а затем стала равна 1,0 Гц.

Во сколько раз изменилась при этом амплитуда установившихся вынужденных колебаний маятника?

от частоты вынуждающей силы (резонансная кривая). Во сколько раз увеличилась максимальная скорость маятника при переходе от частоты 0,5 Гц к частоте 1,5 гц

от частоты вынуждающей силы (резонансная кривая).

Какова амплитуда колебаний этого маятника при резонансе? (Ответ дайте в сантиметрах.)

по вопросам №1-4 стр. 73.