Презентация на тему: Механические колебания и волны

Презентацияпо теме: «Механические колебания и волны»

Содержание 1. Колебания2. Виды колебаний2.1. Свободные колебания2.2. Математический маятник2.3. Пружинный маятник3. Гармонические колебания3.1. Понятие3.2. Уравнение и графики3.3. Превращение энергии4. Вынужденные колебания4.1. Собственная частота4.2. Резонанс5. Автоколебания6. Волны7. Поперечные и продольные волны8. Волны в среде9. Звуковые волны10. Свойства волн10.1. отражение и преломление волн10.2. Интерференция волн10.3.Дифракция волн10.4. Поляризация волн

Механические колебания и волны –раздел механики, изучающий особый вид движения – колебания, а так же распространение колебаний в пространстве 1. Колебания Колебания – это движения или процессы, которые точно или приблизительно повторяются через определенные интервалы времени.

Механические колебания Колебания механических величин (смещения, скорости, ускорения, энергии и т. п.)Виды колебаний

Свободные Колебания, возникающие при однократном воздействии внешней силы (первоначальном сообщении энергии) и при отсутствии внешних воздействий на колебательную систему.Условия возникновения свободных колебаний1. Колебательная система должна иметь положение устойчивого равновесия.2. При выведении системы из положения равновесия должна возникать равнодействующая сила, возвращающая систему в исходное положение3. Инертность системы4. Силы трения (сопротивления) очень малы.

Математический маятник  это материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити. Реальный маятник можно считать математическим, если длина нити  много больше размеров подвешенного на ней тела, масса нити ничтожна мала по сравнению с массой тела, а деформации нити настолько малы, что ими вообще можно пренебречь.Колебательную систему в данном случае образуют нить, присоединенное к ней тело и Земля, без которой эта система не могла бы служить маятником.Причинами свободных колебаний математического маятника являются: 1.  Действие на маятник силы натяжения и силы тяжести, препятствующей его смещению из положения равновесия и заставляющей его снова опускаться. 2. Инертность маятника, благодаря которой он, сохраняя свою скорость, не останавливается в положении равновесия, а проходит через него дальше..Период свободных колебаний математического маятника не зависит от его массы, а определяется лишь длиной нити и ускорением свободного падения в том месте, где находится маятник.

Пружинный маятник Циклическая частота и период колебаний равны, соответственно: Материальная точка, закрепленная на абсолютно упругой пружине

Гармонические колебания – это колебания, при которых колеблющаяся величина изменяется со временем по закону синуса или косинуса уравнения гармонических колебаний (законы движения точек) имеют вид

Превращение энергии график зависимости потенциальной и кинетической энергии пружинного маятника от координаты х. качественные графики зависимостей кинетической и потенциальной энергии от времени.

ВынужденныеКолебания, возникающие под действием внешних, периодически изменяющихся сил (при периодическом поступлении энергии извне к колебательной системе)Частота вынужденных колебаний равна частоте изменения внешней силыЕсли Fbc изменяется по закону синуса или косинуса, то вынужденные колебания будут гармоническими

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 колебанийРезонанс наблюдается, когда частота собственных колебаний совпадает с вынужденной частотой V = Vo

При автоколебаниях необходимо периодическое поступлении энергии от собственного источника внутри колебательной системы

волны Распространение колебаний от точки к точке (от частицы к частице) в пространстве с течением времени. Уравнение волны

Причины возникновения механических волн Упругая среда (частицы среды взаимодействуют за счет сил упругости)Инертность частиц Волны и энергияВместе с колебаниями волной переносится энергия колебаний, хотя сами носители этой энергии, колеблющиеся частицы, с волной не переносятсяВолна является переносчиком энергииПоперечные -это волны, в которых частицы среды колеблются перпендикулярно направлению волны,Деформация сдвига в твердых телах, на поверхности жидкостиПродольные – это волны, в которых частицы среды колеблются вдоль направления распространения волны.Деформация сжатия в газах, жидкостях, твердых телах

Волны в среде.Волновая поверхность – геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазеВолновой фронт – геометрическое место точек, до которых доходят колебания к моменту времени tЛуч – линия перпендикулярная волновой поверхности (эта линия показывает направление распространения волны)Виды волн

Звук – продольная механическая волна определенной частотыЗвуковые волны с частотами от 16 до 2104 Гц воздействуют на органы слуха человека, вызывают слуховые ощущения и называются слышимыми звуками. Звуковые волны с частотами менее 16 Гц называются инфразвуками, а с частотами более 2104 Гц – ультразвуками.Восприятие звука органами слуха зависит от того, какие частоты входят в состав звуковой волны. Скорость звука в воздухе приблизительно 330 м/сВысота тона зависит от частоты: чем больше частота, тем выше тон.Громкость звука зависит от интенсивности звука, т.е. определяется амплитудой колебаний в звуковой волне. Наибольшей чувствительностью органы слуха обладают к звукам с частотами от 700 до 6000 Гц.

Свойства волн Принцип ГюйгенсаКаждая возбужденная волной точка сама становится источником элементарных волн. Огибающая элементарных волн дает новое положение волнового фронтаПринцип суперпозиции волнПри распространении в среде нескольких волн каждая из них распространяется так, как будто другие волны отсутствуют

Законы преломления 1. Падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр в точке падения лежат в одной плоскости2. Отношение синусов угла падения и угла преломления есть величина постоянная и равна отношению скоростей волны в этих средах

Законы отражения 1. Падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр в точке падения лежат в одной плоскости2. Угол падения равен углу отражения

Интерференция волн Устойчивая картина чередования максимумов и минимумов колебаний точек среды при наложении когерентных волнКогерентные волны – это волны одинаковой частоты с постоянной разностью фаз

Дифракция волн Отклонение направления распространения волн от прямолинейного у границы преграды (огибание волнами препятствий)Условие: размеры препятствия должны быть сравнимы с длиной волны

Поляризация – это выделение колебаний поперечной волны строго одного направления (при помощи поляризатора)

Тест по теме 1. Какое изображение не отражает явление интерференции волн?А)1 Б)2 В)32. «Благодаря» какому явлению в наших домах дребезжат стекла, когда вблизи пролетает самолет?А) резонанс Б) дифракция В) преломление3. Высота звука определяетсяА) частотой Б) амплитудой В) длиной волны4. Слышать друг друга в густом лесу мы можем только благодаряэффектуА) отражения Б) дифракции В) преломления волн 5. Каков период на рисунке 1? А) 20см Б) 8с В) 2м

Ответы на тест 1 В2 А3 А4 Б5 Б