VI. ПОПЕРЕЧНЫЕ И ПРОДОЛЬНЫЕ ВОЛНЫ

Механические колебания и волны

I. КОЛЕБАНИЯ– это движения или процессы, которые точно или приблизительно повторяются через определенные интервалы времени

Механические колебания– это механическое движение тела или системы тел, которое обладает повторяемостью во времени и происходит в окрестности положения равновесия.

Колебательная система — это система тел, совершающих колебания

II. СВОБОДНЫЕ КОЛЕБАНИЯ

Условия возникновения свободных колебаний

2). Основные характеристики колебательного движения :

Смещение( x, м) – отклонение тела от положения равновесия.

Амплитуда (x_max, А, м)- наибольшее смещение.

Период ( Т, с) – время одного полного . колебания. ; ;

Частота ( ν, Гц= ) число полных. колебаний за одну секунду. ;

Циклическая (круговая) частота ( ω, ) - число полных. колебаний за 2π секунд.

Фаза колебания ( φ ,рад.)- величина, задающая смещение в данный момент времени.

Начальная фаза колебания ( φ₀, рад. ) - величина, задающая смещение в начальный момент времени

Математический маятник

Материальная точка, подвешенная на невесомой нерастяжимой нити

положение устойчивого равновесия

– период колебаний математического маятника

– циклическая частота

Пружинный маятник

Материальная точка, закрепленная на абсолютно упругой пружине

положение устойчивого равновесия

– период колебаний пружинного маятника

– циклическая частота

III. ГАРМОНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ

Гармонические колебания –колебания, при которых колеблющаяся величина изменяется со временем по закону синуса или косинуса

Уравнения и графики

Превращение энергии

t = 0	t = 1/4 T	t =1/2 T	t = 3/4 T	t = T
hm Ek = 0 Eпm= mghm	h=0 Eкm= Eп = 0	hm Ek = 0 Eпm= mghm	h=0 Eкm= Eп = 0	hm Ek = 0 Eпm= mghm
xm Eпm Eпm Eпm Eкm Eкm = Еп + Ек = = Еп + Ек = = Еп + Ек = = Еп + Ек = = Еп + Ек = = Еп + Ек = = Еп + Ек = = Еп + Ек =	x=0	xm	x=0	xm

 

 

 

Затухающие колебания

при F_тр ≠ 0 Е_полн ↓ => x_m ↓

IV. ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ –колебания, совершаемые по действием внешней периодической силы ( .)

1). Частота свободных колебаний тела называется собственной частотой колебательной системы

В вынужденных колебаниях частота v [Гц] определяется вынуждающей силой .

Если изменяется по закону синуса или косинуса, то вынужденные колебания будут гармоническими.

Частота вынужденных колебаний равна частоте изменения внешней силы

2) Резонанс – это явление, при котором резко возрастает амплитуда вынужденных колебаний (происходит наиболее полная передача энергии от одной колебательной системы к другой)

Чем меньше трение, тем больше возрастает амплитуда резонансных колебаний

V. ВОЛНЫ– распространение колебаний от точки к точке (от частицы к частице) в пространстве с течением времени

Причины возникновения механических волн

1) упругая среда (частицы среды взаимодействуют за счет сил упругости)

2) инертность частиц

Волны и энергия Вместе с колебаниями волной переносится и энергия колебаний (E), хотя сами носители этой энергии, колеблющиеся частицы, с волной не переносятся. Волна является переносчиком энергии

 

VI. ПОПЕРЕЧНЫЕ И ПРОДОЛЬНЫЕ ВОЛНЫ

Поперечные	Продольные
– это волны, в которых частицы среды колеблются перпендикулярно направлению волны	– это волны, в которых частицы среды колеблются вдоль направления распространения волны
направление колебаний деформация сдвига в твердых телах, на поверхности жидкости	деформация сжатия в газах, жидкостях, твердых телах
направление распространения	направление распространения направление колебаний

r

x

xmax

–xmax

0

λ

λ

График волны:

λ — длина волны

v_в— скорость волны

х_m — амплитуда колебаний точек

 

 

Длина волны λ [м] – это кратчайшее расстояние между двумя ближайшими точками, колеблющимися в одинаковой фазе (это расстояние, на которое распространяется колебательное движение в упругой среде за один период)

Скорость волныv_в [м/с]– скорость перемещения точки, в которой колебание имеет определенную фазу (скорость перемещения «гребня» или «впадины»). Скорость волны зависит от свойств среды.

ν (T) — зависит от источника волны

VII. ВОЛНЫ В СРЕДЕ

p drS+Te3O64rZD1bM8vVirV48gIqzJiDRVbTdinl4/2KfNbqJp/5YwxuNmiDOs2++niDrbEVpomaN bpW+Zo2HqLPvsEa7Wfq5sIaMO+A9LulYm3fOxIti3XNZ+Xz9ZtzZ/wAAAP//AwBQSwMEFAAGAAgA AAAhADV1H+XdAAAABwEAAA8AAABkcnMvZG93bnJldi54bWxMjsFKw0AURfeC/zA8wZ2dZGKlxExK KeqqCLaCuHvNvCahmTchM03Sv3dc6fJyD/eeYj3bTow0+NaxhnSRgCCunGm51vB5eH1YgfAB2WDn mDRcycO6vL0pMDdu4g8a96EWcYR9jhqaEPpcSl81ZNEvXE8cu5MbLIYYh1qaAac4bjupkuRJWmw5 PjTY07ah6ry/WA1vE06bLH0Zd+fT9vp9WL5/7VLS+v5u3jyDCDSHPxh+9aM6lNHp6C5svOg0KBVB DVkGIrbZo1qCOEZMrRKQZSH/+5c/AAAA//8DAFBLAQItABQABgAIAAAAIQC2gziS/gAAAOEBAAAT AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABbQ29udGVudF9UeXBlc10ueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADj9If/W AAAAlAEAAAsAAAAAAAAAAAAAAAAALwEAAF9yZWxzLy5yZWxzUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAHMSxZxL BgAAYTcAAA4AAAAAAAAAAAAAAAAALgIAAGRycy9lMm9Eb2MueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADV1 H+XdAAAABwEAAA8AAAAAAAAAAAAAAAAApQgAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAABAAEAPMA AACvCQAAAAA= ">

Волновая поверхность — геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе

Е

Е

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: