Рабочий лист "Механические колебания" 11 класс

Цель: ______________________________________________________________________________________________________ М е х а н и ч е с к и е      к о л е б а н и я Колебания – процессы, обладающие той или иной ____________________________ во времени Мех колебания – движения, которые ___________ или приблизительно _____________ ____________________ во времени. Гармонические колебания – при которых изменения физ величин происходят по закону синуса или косинуса Условия возникновения 1.Тело в _____________________ равновесии 2.Вынуждающая сила:    ­сообщает _________________ энергию (удар, толчок)  sin    ­сообщает _________________ энергию (отклонение)  cos 3.Сила, направленная к положению _________________________ 4.Силы трения в системе ________________ Свободные  (________________) – возникают под действием _____________________   сил,   после   того,   как   система выведена из положения равновесия   Вынужденные  действием _____________________ периодической силы (_______________)   –   происходят   под Виды колебаний Характеристики колебательного процесса Х м Смещение­_________________   колеблющейся   точки   от   положения равновесия в ________________ момент времени     Амплитуда­________________ смещение от положения равновесия   Период­время _______________ полного колебания     Частота­число ______________ колебаний за _____________ времени Циклическая  (круговая)   частота­число   полных   колебаний   за   2π единиц времени           Фаза­определяет   смещение   х   в   ______________   момент   времени   (в момент t=0 φ0­начальная фаза) Скорость Максимальная скорость (амплитудная) Ускорение (колебания ускорения опережают колебания скорости) Максимальное ускорение (амплитудное) Хm м Т с ν Гц рад/с ω рад м/с м/с2 φ υ а Энергия кинетическая                потенциальная х = хm cos (ωt + φ0) = хm cos ωt х = хm sin (ωt +  m sin ωt  / 2) = х π Т = t / n = 1 / ν  ν ν = n /t = 1 / T ω πν  = 2  / Т  = 2 π  = φ ωt + φ0   ' = υm cos (ωt + φ0) = υm cos ωt  = хυ   υm = xm ω a = υ' = am sin (ωt + φ0 +  = ­ хm ω2 sin ωt am = xm ω2 Еk = Еm cos2 ωt Еp = Em sin2 ωt π ) = a m sin ωt математический пружинный Виды маятников Резонанс – явление резкого ________________ амплитуды колебаний при приближении частоты вынуждающей силы к собственной частоте колебательной системы.При наличии трения резонансная частота несколько меньше собственной. Чем меньше коэффициент трения, тем больше амплитуда установившихся колебаний. При малом трении резонанс «острый», при большом – «тупой». Применение: для измерения частоты вибраций, в акустикеЭ л е к т р о м а г н и т н ы е      к о л е б а н и я Эл/маг колебания – периодические изменения во времени эл заряда, силы тока, напряжения. Открыты – почти случайно Главное условие – очень большая частота (ускоренное движение), колебательный контур Наблюдение – электронный осциллограф Колебательный   контур  –   эл   цепь,   состоящая   из   последовательно   соединённых   конденсатора   ёмкостью   С   и   катушки индуктивностью L (свободные эл колебания) Возбудить колебания в контуре можно:    ­сообщив заряд конденсатору (эл поле, эл энергия, потенциальная)    ­с помощью ЭМИ, возбудив ток в катушке (маг поле, маг энергия, кинетическая) Свободные  – при сообщении заряда конденсатору. Зарядка эквивалентна   отклонению   маятника   от   положения равновесия. Вынужденные – вызываются периодической ЭДС Виды колебаний Превращения в колебательном контуре Что делали Сообщили   конденсатору заряд конденсатор Заряд = max Напряжение = max Энергия эл = max катушка Сила тока = 0 Энергия маг поля = 0 Перезарядка катушку)   (на Заряд уменьшается Напряжение уменьшается Энергия эл поля уменьшается Сила тока увеличивается Энергия маг поля увеличивается Равновесие Четверть периода Заряд = 0 Напряжение  = 0 Эл энергия = 0 Сила тока = max Энергия маг поля max Перезарядка катушки)   (с Заряд увеличивается Напряжение увеличивается Энергия эл поля увеличивается Сила тока уменьшается Энергия маг поля уменьшается Равновесие Половина периода Заряд = max Напряжение = max Энергия эл поля max Сила тока = 0 Энергия маг поля = 0 П о в т о р е н и е     п р о ц е с с о в Перезарядка катушку)   (на Заряд уменьшается Напряжение уменьшается Энергия эл поля уменьшается Сила тока увеличивается Энергия маг поля увеличивается Заряд = 0 Напряжение  = 0 Эл энергия = 0 Сила тока = max Энергия маг поля max четверти Равновесие Три   периода Перезарядка катушки)   (с Заряд увеличивается Напряжение увеличивается Энергия эл поля увеличивается Сила тока уменьшается Энергия маг поля уменьшается Равновесие  период Заряд = max Напряжение = max Энергия эл поля max Сила тока = 0 Энергия маг поля = 0Колебания силы тока опережают колебания заряда по фазе на  /2πМаг поток, пронизывающий рамку П е р е м е н н ы й      э л     т о к