Механические колебания. Резонанс

1. Тема урока Механические колебания. Резонанс.

2. Колебательное движение

3. Определение

• Механические
колебания – это
движения, при
котором тело
поочерёдно
смещается то в
одну, то в другую
сторону.
Определение

4. Свободные колебания

• Свободные
колебания – это
колебания системе
под действием
внутренних сил,
после того как
система выведена
из положения
равновесия.
Свободные колебания

5. Условия возникновения свободных колебаний

• Наличие силы,
действующей на тело,
направленной к
положению
равновесия;
• Работа силы трения в
системе должна быть
много меньше энергии
самой системы;
• Наличие инертности.
Условия возникновения
свободных колебаний

6. График

7. Характеристики

• Т – период – время одного полного
колебания.
• V – частота – число полных
колебаний за единицу времени.
• А – амплитуда колебаний –
наибольшее отклонение от
положения равновесия.
• ω– циклическая частота.
• Х – смещение
Характеристики

8. Колебательные системы

Колебательные системы

9. Колебательные системы

10. Математический маятник

•чем больше длина нити,
тем больше период
колебаний и меньше
частота колебаний
Математический
маятник

11. Пружинный маятник

• Период и частота колебаний пружинного
маятника зависят от жёсткости
пружины: чем жёстче пружина, тем
меньше период колебаний и больше
частота.
• Период и частота колебаний пружинного
маятника зависят от массы тела: чем
больше масса тела, тем больше период
колебаний и меньше частота.
Пружинный
маятник

12. Преобразование энергии

• При колебаниях в
системе происходит
переход
потенциальной
энергии в
кинетическую до
положения
равновесия и
кинетической в
потенциальную
после прохождения
положения
равновесия
Преобразование
энергии

13. Затухающие колебания

14. Причины затухания колебаний

• Сила трения,
сила
сопротивления
совершают
отрицательную
работу, уменьшая
механическую
энергию
системы.
Причины затухания
колебаний

15. Внешняя сила приложена к свободному концу пружины. Она заставляет свободный конец пружины перемещаться по закону

свободному концу пружины.
Она заставляет свободный
конец пружины
перемещаться по закону
x A cos t
Где А– амплитуда колебаний,
ω – циклическая частота.

16. Резонанс

При помощи вычислений мы получили
что, если частота ω внешней силы
приближается к собственной частоте ω0,
возникает резкое возрастание
амплитуды вынужденных колебаний.
Это явление называется резонансом.
F0
X
2
2
m ( 0 )
Резонанс

17.

Зависимость
амплитуды xm
вынужденных
колебаний от частоты ω
вынуждающей силы
называется
резонансной
характеристикой или
резонансной кривой.

18.

Применение резонанса и
борьба с ним

19. «Родина-мать зовет»

• Мамаев курган, обозначавшийся на
военно-топографических картах, как
Высота-102,0 (высота статуи - 101 метр прим. М.В.) являлся главным звеном в
общей системе обороны Сталинрадского
фронта. Скульптура «Родина-мать
зовет!» является композиционным
центром архитектурного ансамбля,
представляет собой 52-х метровую
фигуру женщины, стремительно
шагнувшей вперед. В правой руке меч
длиной 33 м (вес 14 тонн). Общая высота
скульптуры 85 метров. Монумент
покоится на 16-ти метровом фундаменте
«Родина-мать зовет»

20. Останкинская телебашня (Николай Никитин, 1963-1964, 540 метров)

• Амплитуда колебаний
останкинской башни при
сильном ветре достигает 3,5
метра

21. Мост в Волгограде

22.

Ты с помощью скрипки
взял ноту, и созвучно
отозвался инструмент
на стене. Почему
отозвался? Что совпало?
Энергия? Нет, висящий
инструмент молчал и
никакой энергии не
излучал. Совпала
частота, на которую он
настроен.

23. Феномен Шаляпина

Артист обладал редким даром перевоплощения.
Исключительный по мягкости и красоте тембра голос
певца (высокий бас), сочетавший задушевность
звучания с глубиной и мощью, позволял передавать
разнообразную гамму эмоций - от упоительной
проникновенной нежности до трагедийного пафоса и
разящего сарказма. Шаляпин исполнял и
баритоновые партии. Мастерское владение
фразировкой, нюансировкой, дикцией помогали
насыщать каждую музыкальную фразу образным
смыслом, обогащать ее глубоким психологическим
подтекстом. Шаляпин своим голосом мог разбивать
стаканы, добиваясь при этом определенного числа
колебаний.

24. Вывод:

С резонансом можно не
только бороться, его можно
использовать на благо
человека в своих целях.
Вывод:

25. Задачи

1. Чему равен период колебаний математического
маятника, если длина нити равна 4,9 м?
2. Чему равен период пружинного маятника,
жёсткость пружины которого равна 0,36 Н/м, а
масса груза равна 4 кг.
!Применить формулы периода математического и
пружинного маятников.
Задачи