Механические колебания

1.

Механические
колебания
Учитель физики высшей
квалификационной категории
кандидат технических наук
Козакова Елена Анатольевна

2.

Колебательные движения
Примеры колебательных
движений: движение иглы
швейной машины,
качелей, маятника часов,
вагона на рессорах, ветки
дерева, поршня в
цилиндре, земной
поверхности.
Колебательное движение –
движение, повторяющееся
через определенный
промежуток времени

3.

Свободные и
вынужденные колебания
Свободные колебания – колебания,
происходящие
под
действием
внутренних сил системы после
выведения
ее
из
положения
равновесия.
Вынужденные
колебания
–
колебания,
происходящие
под
действием внешней периодически
изменяющейся силы.

4.

Модель для изучения
колебаний
Идеальный
объект для
изучения
колебаний:
пружинный и
математический
маятники.

5.

Условия для
возникновения колебаний:
а) наличие у колебательной системы
положения устойчивого равновесия,
б) появление возвращающей силы
после выведения системы из положения
устойчивого равновесия,
в) при возвращении в положение
равновесия тело не может сразу
остановиться,
г) силы трения в системе малы.

6.

Аналогия с движением
тела по окружности
Проекция
тела
на ось Х при
движении тела
по окружности
совершает
колебательные
движения.

7.

Величины,
характеризующие
колебательное движение:

8.

Т – период колебаний:
промежуток времени, в течение
которого совершается одно полное
колебание.
- частота колебаний: число
колебаний в единицу времени.
Т=1/ ;
=1/Т;
Т =t/N ;
=N/t;
[Т]=с ; [ ]=1/с=Гц .

9.

х – смещение от положения равновесия,
[х]=м
А – амплитуда колебаний:
максимальное смещение от положения
равновесия,
[A] =м
- циклическая частота колебаний:
[ ]=рад/с

10.

Периоды колебаний
математический
маятник
пружинный
маятник
l
T 2
g
m
T 2
k

11.

Гармонические колебания
Гармонические
колебания –
колебания
физической
величины по
закону синуса
или косинуса.

12.

Превращение энергии
Ер=Ек=Ер=Ек=Ер=…
m
2
2
kA
2
mgh
2
E k max
E p max
E p max

13.

Затухающие колебания
Затухающими называются
колебания, амплитуда
которых с течением времени
уменьшается.
Механическая энергия
расходуется на совершение
работы по преодолению сил
сопротивления.
Свободные колебания –
затухающие.

14.

Резонанс
Резонанс – резкое
возрастание
амплитуды
колебаний при
совпадении
частоты
собственных
колебаний υ0 с
частотой
вынужденных
колебаний υ.
υ0
=υ

15.

Применение, проявление
виброуплотнители, вибромолоты,
частотомеры, маятники часов, балансиры в
карманных и наручных часах, камертоны,
телефоны, определение ускорения свободного
падения с целью обнаружения залежей
полезных ископаемых.
Разрушение мостов (1906 г.- мост через
р.Фонтанку в С.-Петербурге, 1831 г.- мост
через р.Ирвень в Манчестере), раскачивание
железнодорожных вагонов на стыках
рельсов, теплоходов на волнах.