Презентация на тему: "Презентация по физике на тему "Свободные и вынужденные колебания""

Свободные и вынужденные механические колебания
11 класс
Учитель физики
МАОУ СОШ № 6 г. Холмска
Чанчибаева С.В.

Колебания - один из самых распространенных процессов в природе и технике.
Колеблются ветви деревьев под действием ветра, маятник заведенных часов, температура воздуха в течение года, происходят приливы и отливы, биение пульса человека и т.д. Звук, радиоволны, видимый свет - тоже колебания, только с несколько иными длиной волны и частотой.

Колебания бывают механические, электромагнитные, химические, термодинамические и различные другие. Несмотря на такое разнообразие, все они имеют между собой много общего.

Механические колебания
Колебания – это движение или процессы, которые точно или приблизительно повторяются через определенные интервалы времени.

По способу возбуждения и характеру физических процессов выделяют:

Свободные колебания- колебания, возникающие в системе благодаря начальному запасу энергии под действием внутренних сил.
Вынужденные колебания- колебания, совершаемые телами под действием внешних периодически изменяющихся сил.

Свободные колебания
После того как струну гитары, струна продолжает "сама по себе" совершать колебания - свободные колебания.
Свободные колебания обладают следующими свойствами:
1. Развитие движения во времени зависит от того, как оно началось.
2. Движение постепенно затухает.
3. При своем движении цепь не имеет какой-либо определённой формы; с течением времени форма цепи изменяется (однако в конце движения колебания часто характеризуются более или менее отчетливой формой).
4. Совершенно невозможно указать "частоту" колебаний (с течением времени, однако, движение может принять определенную частоту).

Колебательные системы

Колебательная система - это система тел, в которой в результате нарушения состояния равновесия могут возникнуть колебания.

Основное свойство колебательных систем
Основное свойство колебательных систем – наличие положения устойчивого равновесия.

Затухающие колебания
Одна характерная особенность свободных колебаний: такие колебания затухают. Этот эффект объясняется наличием трения; иногда его называют демпфированием.
График затухающих колебаний

ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ
– колебания, происходящие под действием внешней
переменной силы. Во многих случаях эта
сила оказывается периодически изменяющейся.
Амплитуда вынужденных колебаний определяется
амплитудой внешней силы, а также соотношением
между частотой изменения этой силы и собственной
частотой колебательной системы. При равенстве этих частот наблюдается явление резонанса.
В отличие от свободных колебаний, когда система получает энергию лишь один раз (при выведении системы из состояния равновесия), в случае вынужденных колебаний система поглощает эту энергию от источника внешней периодической силы непрерывно. Эта энергия восполняет потери, расходуемые на преодоление трения, и вынужденные колебания оказываются незатухающими.

Существует при вынужденных колебаниях.
Резонанс - резкое возрастание амплитуды колебаний, в результате совпадения собственной частоты с частотой вынуждающей силы.
Резонанс

Амплитуда(А=Х mах) - максимальным смещением от положения равновесия.
Вынужденные колебания - колебания, происходящие под действием вынуждающей силы.
Гармонические колебания - колебания, происходящие по закону sin или cos.
Демпфирование - характерная особенность свободных колебаний(объясняется наличием трения).
Кинетическая энергия (Ек) - энергия, которая определяется скоростью тела.
Колебания - движение, при котором координата тела периодически повторяется.
Математический маятник - подвешенный на тонкой невесомой нити груз, размерами которого можно пренебречь по сравнению с размерами нити.

Словарь

Маятник - модель для изучения колебаний.
Период(T=t/N) - время, в течении которого тело совершает 1 полное колебание.
Потенциальная энергия(Ер) - энергия, которая определяется взаимным расположением тел.
Пружинный маятник - невесомая пружина, к которой прикреплён груз массой m.
Резонанс - резкое возрастание амплитуды колебаний, в результате совпадения собственной частоты с частотой вынуждающей силы.
Свободные колебания - колебания, происходящие под действием собственных сил системы.
Теория колебаний - специальный раздел физики, занимающийся изучением закономерностей колебаний.
Частота (V = N/t) - количество колебаний в единицу времени.

Словарь

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
1. Грузик, колеблющийся на пружине, за 8 с совершил 32 колебания. Найти период и частоту колебаний.
2. Какова масса груза, колеблющегося на пружине жесткостью 0,5 кН/м, если при амплитуде колебаний 6 см он имеет максимальную скорость 3 м/с?
Решение задачи №1:


Дано: Решение:
t = 8с Т = 𝑡 𝑛 ; 𝑇= 8 𝑐 32 =0,25𝑐
n = 32 𝜈= 𝑛 𝑡 ; 𝜈= 32 8 =4Гц
T- ? 𝜈−?

Ответ: 0,25с, 4 Гц



Решение задачи №2:


Дано: СИ Решение:
k = 0,5 кН/м 500 Н/м 𝑚 𝑣 2 2 = 𝑘 𝑥 2 2 ; 𝑚=𝑘 𝑥 2 𝑣 2 =𝑘 𝑥 𝑣 2
x = 6 см 0,06 м
v=3 м/с 𝑚=500 Н м 0,06м 3м/с 2 =0,2 кг
m - ?

Ответ: m=0,2 кг

Домашнее задание:

§ 18 – 19, упр.3 (1, 2) стр. 78

Используемая литература
Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений: базовый и профильный уровни /Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М.Чаругин
Задачи: https://davay5.com
Фон: https://oir.mobi/657663-fon-dlja-prezentacii-fizika.html