PPt4Web Хостинг презентаций

Главная / Физика / Гармонические колебания и маятники
X Код для использования на сайте:

Скопируйте этот код и вставьте его на свой сайт

X

Чтобы скачать данную презентацию, порекомендуйте, пожалуйста, её своим друзьям в любой соц. сети.

После чего скачивание начнётся автоматически!

Кнопки:

Презентация на тему: Гармонические колебания и маятники


Скачать эту презентацию

Презентация на тему: Гармонические колебания и маятники


Скачать эту презентацию



№ слайда 1 МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ 900igr.net
Описание слайда:

МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ 900igr.net

№ слайда 2 План лекции. 1. Колебательное движение. Гармоническое колебание 2. Скорость и ус
Описание слайда:

План лекции. 1. Колебательное движение. Гармоническое колебание 2. Скорость и ускорение гармонического колебания 3. Энергия гармонического колебательного движения 4. Свободные колебания. Гармонический осциллятор 5. Пружинный, математический и физический маятники 6. Вынужденные колебания. Резонанс. Автоколебания 7. Примеры проявления резонансных явлений в живых организмах 8. Сложение гармонических колебаний, происходящих вдоль одной прямой. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний

№ слайда 3 Колебательное движение. Гармоническое колебание
Описание слайда:

Колебательное движение. Гармоническое колебание

№ слайда 4 Наряду с поступательными и вращательными движениями тел в механике значительный
Описание слайда:

Наряду с поступательными и вращательными движениями тел в механике значительный интерес представляют и колебательные движения. Колебания широко распространены в природе и технике. Колебательные процессы лежат в основе таких отраслей техники как электротехника, радиотехника и т.д.

№ слайда 5 Колебаниями - называются процессы, отличающиеся той или иной степенью повторяемо
Описание слайда:

Колебаниями - называются процессы, отличающиеся той или иной степенью повторяемости (качели, ветка дерева, фазы луны, морские приливы и отливы, пульсовая волна, сердце, гортань…). В технике и окружающем нас мире часто приходится сталкиваться с периодическими (или почти периодическими) процессами, которые повторяются через одинаковые промежутки времени. Такие процессы называют колебательными.

№ слайда 6 В зависимости от физической природы колебания бывают механические электромагнитн
Описание слайда:

В зависимости от физической природы колебания бывают механические электромагнитные Механическими колебаниями называют движения тел, повторяющиеся точно (или приблизительно) через одинаковые промежутки времени. Это колебания механических величин ( смещения скорости, ускорения, энергии и т.п.).

№ слайда 7 Примерами простых колебательных систем могут служить груз на пружине или математ
Описание слайда:

Примерами простых колебательных систем могут служить груз на пружине или математический маятник.

№ слайда 8 В зависимости от характера воздействия на колеблющуюся систему, различают: Свобо
Описание слайда:

В зависимости от характера воздействия на колеблющуюся систему, различают: Свободные колебания, возникающие при однократном воздействии внешней силы (первоначальном сообщении энергии) и при последующем отсутствии внешних воздействий на колебательную систему(колебания груза на пружине или колебания маятника являются свободными колебаниями). 2. Вынужденные – возникающие под действием внешних, периодически изменяющихся сил(при периодическом поступлении энергии извне к колебательной системе) (колебание моста при прохождении солдат, идущих в ногу).

№ слайда 9 3. Автоколебания – возникающие под действием внутренних периодических сил(при пе
Описание слайда:

3. Автоколебания – возникающие под действием внутренних периодических сил(при периодическом поступлении энергии от собственного источника внутри колебательной системы) (маятник часов получает толчки в момент прохождения её через среднее положение). 4. Параметрические колебания - происходит периодическое изменение, какого- либо параметра системы за счет внешнего воздействия (например, длины нити математического маятника). Колебательная система - это система тел, совершающая колебания.

№ слайда 10 Гармоническим колебанием называется периодическое колебательное движение, при ко
Описание слайда:

Гармоническим колебанием называется периодическое колебательное движение, при котором координаты положения тела меняются во времени по закону синуса или косинуса 1/4T 1/2T 3/4T T 1/2π π 3/4π 2π

№ слайда 11 Выведем уравнение гармонического колебания при помощи установки, состоящей из эк
Описание слайда:

Выведем уравнение гармонического колебания при помощи установки, состоящей из экрана и вращающегося диска с закреплённым на нём непрозрачным шариком

№ слайда 12 M x x А свет -А о А w
Описание слайда:

M x x А свет -А о А w

№ слайда 13 Пусть материальная точка М движется против часовой стрелки по окружности радиусо
Описание слайда:

Пусть материальная точка М движется против часовой стрелки по окружности радиусом А. Тогда её проекция на экране совершает периодические колебания около положения равновесия в пределах от А до –А. Выразим величину смещения x в любой момент времени. уравнение гармонического колебания (1)

№ слайда 14 Так как диск вращается с угловой скоростью w, то Подставим значение в уравнение
Описание слайда:

Так как диск вращается с угловой скоростью w, то Подставим значение в уравнение гармонического колебания (1): (2)

№ слайда 15 Если диск совершает полный оборот
Описание слайда:

Если диск совершает полный оборот

№ слайда 16 (3) -через период -через частоту (4)
Описание слайда:

(3) -через период -через частоту (4)

№ слайда 17 Основные характеристики гармонического колебания: x- смещение отклонение от поло
Описание слайда:

Основные характеристики гармонического колебания: x- смещение отклонение от положения равновесия в данный момент времени (может быть >0 и

№ слайда 18 w – циклическая частота - число полных колебаний за 2π сек,[рад/с] 5. wt- фаза к
Описание слайда:

w – циклическая частота - число полных колебаний за 2π сек,[рад/с] 5. wt- фаза колебания - характеризует состояние колебательной системы в любой заданный момент времени. 6. v- частота- число колебаний в единицу времени.

№ слайда 19 Если к началу наблюдения фаза имела некоторое начальное значение , то уравнение
Описание слайда:

Если к началу наблюдения фаза имела некоторое начальное значение , то уравнение запишется: гармоническое колебание с начальной фазой (5) 7. φ- угловая физическая величина, показывающая положение и направление движения колебательной системы в данный момент времени,[рад] 8. φ0- начальная фаза,[рад]

№ слайда 20 Скорость и ускорение гармонического колебания.
Описание слайда:

Скорость и ускорение гармонического колебания.

№ слайда 21 Скорость - гармонических колебаний есть первая производная смещения по времени.
Описание слайда:

Скорость - гармонических колебаний есть первая производная смещения по времени. Известно, что скорость для гармонического колебания определяется следующим образом скорость гармонического колебания (6)

№ слайда 22 ускорение при гармоническом колебании (7)
Описание слайда:

ускорение при гармоническом колебании (7)

№ слайда 23 Колебательное движение выполняется под действием силы, которая может быть опреде
Описание слайда:

Колебательное движение выполняется под действием силы, которая может быть определена по второму закону Ньютона: , но ускорение при гармонических колебаниях определяется по формуле , подставим значение ускорения во второй закон Ньютона, то , но , то (8) сила действующая на колеблющееся тело

№ слайда 24 Она пропорциональна смещению, знак «-» указывает на, то что сила направлена в пр
Описание слайда:

Она пропорциональна смещению, знак «-» указывает на, то что сила направлена в противоположную сторону относительно смещения квазиупругая сила, вызывающая колебательные движения (9)

№ слайда 25 Энергия гармонического колебательного движения
Описание слайда:

Энергия гармонического колебательного движения

№ слайда 26 Квазиупругая сила является консервативной и поэтому полная механическая энергия
Описание слайда:

Квазиупругая сила является консервативной и поэтому полная механическая энергия системы остаётся постоянной. В процессе колебаний происходит превращение кинетической энергии в потенциальную и обратно, причём в моменты наибольшего отклонения от положения равновесия полная энергия состоит только из потенциальной энергии, которая достигает своего максимального значения. (10) (11)

№ слайда 27 Превращение энергии
Описание слайда:

Превращение энергии

№ слайда 28 Свободные колебания. Гармонический осциллятор.
Описание слайда:

Свободные колебания. Гармонический осциллятор.

№ слайда 29 Система, движущая под действием упругой среды называется - одномерным гармоничес
Описание слайда:

Система, движущая под действием упругой среды называется - одномерным гармоническим осциллятором. Известно, что ускорение при гармоническом колебании определяется следующим образом: или , но то,

№ слайда 30 (12) уравнение движение гармонического осциллятора
Описание слайда:

(12) уравнение движение гармонического осциллятора

№ слайда 31 Пружинный, математический и физический маятники.
Описание слайда:

Пружинный, математический и физический маятники.

№ слайда 32 Пружинный маятник- это груз массой m подвешенный на упругой пружине и совершающи
Описание слайда:

Пружинный маятник- это груз массой m подвешенный на упругой пружине и совершающий гармонические колебания. Колебания маятника совершаются под действием упругой силы m k- коэффициент упругости, а в случае с пружиной он называется коэффициентом жёсткости. (13)

№ слайда 33 Пружинный маятник
Описание слайда:

Пружинный маятник

№ слайда 34 Уравнение движения маятника записывается: Ускорение- это вторая производная смещ
Описание слайда:

Уравнение движения маятника записывается: Ускорение- это вторая производная смещения по времени: т.к Разделим обе части уравнения на m, то получим (14)

№ слайда 35 Сравним между собой уравнения (12) и (14), очевидно, , а период колебания подста
Описание слайда:

Сравним между собой уравнения (12) и (14), очевидно, , а период колебания подставим в формулу периода колебания значение w, что то (15) период колебания пружинного маятника.

№ слайда 36 Физический маятник - твёрдое тело способное совершать колебания относительно оси
Описание слайда:

Физический маятник - твёрдое тело способное совершать колебания относительно оси, не совпадающей с центром масс. d O mg Из основного уравнения динамики вращательного движения где

№ слайда 37 Разделим уравнение (16) на J Введём обозначение , получим уравнение Для малых ко
Описание слайда:

Разделим уравнение (16) на J Введём обозначение , получим уравнение Для малых колебаний можно получить (16)

№ слайда 38 Период колебания физического маятника ,которое аналогично полученному ранее (17)
Описание слайда:

Период колебания физического маятника ,которое аналогично полученному ранее (17)

№ слайда 39 Математический маятник - материальная точка подвешенная на невесомой нерастяжимо
Описание слайда:

Математический маятник - материальная точка подвешенная на невесомой нерастяжимой нити. Реальный маятник, у которого масса тела во много раз больше массы нити, а размеры тела во много раз меньше длинны нити, можно считать математическим.

№ слайда 40 Математический маятник
Описание слайда:

Математический маятник

№ слайда 41 Учитывая, что момент силы тяжести и момент инерции точки из динамического уравне
Описание слайда:

Учитывая, что момент силы тяжести и момент инерции точки из динамического уравнения вращательного движения получим:

№ слайда 42 Разделим уравнение на ml2, получим
Описание слайда:

Разделим уравнение на ml2, получим

№ слайда 43 Период колебания математического маятника Мы приходим к выводу, что во всех случ
Описание слайда:

Период колебания математического маятника Мы приходим к выводу, что во всех случаях колебания описываются одним и тем же уравнением совпадающим с уравнением движения гармонического осциллятора. (18)

№ слайда 44 Вынужденные колебания. Резонанс. Автоколебания.
Описание слайда:

Вынужденные колебания. Резонанс. Автоколебания.

№ слайда 45 Вынужденными колебаниями называются незатухающие колебания системы, которые вызы
Описание слайда:

Вынужденными колебаниями называются незатухающие колебания системы, которые вызываются действием на неё внешних сил , периодически изменяющихся с течением времени. Сила, вызывающая вынужденные колебания, называется возмущающей (вынуждающей) силой. Вынуждающая сила изменяется по закону: F0- амплитуда вынуждающей силы, w- циклическая частота. Под действием этой силы в системе устанавливаются гармонические колебания с циклической частотой w. (19)

№ слайда 46 Амплитуда вынужденных колебаний зависит от амплитуды вынуждающей силы и её часто
Описание слайда:

Амплитуда вынужденных колебаний зависит от амплитуды вынуждающей силы и её частоты, зависимость амплитуды колебаний от частоты приводит к тому, что при некоторой частоте амплитуда вынужденного колебания достигает максимального значения. Это явление получило название резонанса, а соответствующая частота- резонансной частоты. , то A достигнет максимального значения при частоте Где A- амплитуда вынужденных колебаний смещения. - разность фаз между вынужденными колебаниями и силой F(t).

№ слайда 47 Резонанс Явление резкого возрастания амплитуды вынужденного колебания называется
Описание слайда:

Резонанс Явление резкого возрастания амплитуды вынужденного колебания называется резонансом. Резонанс наблюдается в том случае, когда частота вынуждающей силы равна частоте собственных колебаний.

№ слайда 48 Явление возрастания амплитуды вынужденных колебаний при приближении циклической
Описание слайда:

Явление возрастания амплитуды вынужденных колебаний при приближении циклической частоты вынуждающей силы к значению wрез – называется резонансом , wрез – резонансная циклическая частота. Явление резонанса используется в акустике- для анализа звуков, их усиления и.т.д. Под действием периодически изменяющихся нагрузок в машинах и различных сооружениях могут возникнуть явления резонанса, которые могут быть опасны для эксплуатации машин.

№ слайда 49 Автоколебания - колебательная система, совершающая незатухающие колебания за счё
Описание слайда:

Автоколебания - колебательная система, совершающая незатухающие колебания за счёт источника энергии, не обладающего колебательными свойствами- называется автоколебательной системой. Пример: часы с анкерным ходом, паровые машины, двигатели внутреннего сгорания, отбойные молотки, электрические звонки, смычёк для скрипки, воздушные столбы в духовых инструментах, языки в баянах и аккордеонах, голосовые связки при разговоре.

№ слайда 50 Логарифмический декремент затухания
Описание слайда:

Логарифмический декремент затухания

№ слайда 51 Примеры проявления резонансных явлений в живых организмах.
Описание слайда:

Примеры проявления резонансных явлений в живых организмах.

№ слайда 52 В лаборатории электроакустики в Марселе испытывали генератор, создававший акусти
Описание слайда:

В лаборатории электроакустики в Марселе испытывали генератор, создававший акустические волны с частотой 7 Гц (инфразвук), люди испытывали сильные внутренние боли, нарушение координации движений и зрения. Оказалось, что инфразвук действует на вестибулярный аппарат, собственная частота которого 2…20 Гц; он переходит в резонансные колебания, нарушающие деятельность вестибулярного аппарата. Инфразвук также вызывает вынужденные колебания различных органов, каждый из которых обладает собственной частотой.

№ слайда 53 Некоторые из них, такие как печень, почки, сами по себе не совершают колебательн
Описание слайда:

Некоторые из них, такие как печень, почки, сами по себе не совершают колебательных движений, но под действием внешней периодической силы могут войти с ней в резонанс. Особенно вредны резонансные явления для сердца. Это приводит к расширению кровеносных сосудов и кровоизлияниям. Если резонансные колебания находятся в противофазе, то возможны торможение кровообращения, остановка сердца.

№ слайда 54
Описание слайда:

№ слайда 55
Описание слайда:

№ слайда 56
Описание слайда:

№ слайда 57 Сложение гармонических колебаний, происходящих вдоль одной прямой. Сложение взаи
Описание слайда:

Сложение гармонических колебаний, происходящих вдоль одной прямой. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний.

№ слайда 58 В основе метода векторных диаграмм лежит понятие вращающегося вектора. Возьмем о
Описание слайда:

В основе метода векторных диаграмм лежит понятие вращающегося вектора. Возьмем ось x и из точки О отложим вектор x0 под углом к оси x. Если привести вектор во вращение с угловой скоростью то проекция конца этого вектора на ось x будет перемещаться по оси x в пределах от до при этом координата будет изменяться по закону Проекция конца вектора на ось будет совершать гармоническое колебание с амплитудой, равной длине вектора и частотой равной угловой скорости вращения , x0 x o

№ слайда 59 Сложение колебаний, происходящих вдоль одной прямой. Пусть точка совершает два к
Описание слайда:

Сложение колебаний, происходящих вдоль одной прямой. Пусть точка совершает два колебания, происходящие вдоль одной прямой с одинаковой частотой, описываемых уравнениями: x y A A1 A2 x2 x1 Представив оба колебания в виде векторов и сложив их по правилу сложения векторов можно получить результирующее колебание. Это вектор, проекция которого на ось X равна сумме проекций исходных колебаний. Запишем результирующее колебание в виде Из рисунка и

№ слайда 60 Сложение взаимно перпендикулярных колебаний Допустим, что материальная точка буд
Описание слайда:

Сложение взаимно перпендикулярных колебаний Допустим, что материальная точка будет совершать колебания в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Если возбудить оба эти колебания, то точка будет двигаться по некоторой траектории, вид которой зависит от разности фаз складываемых колебаний. Пусть колебания заданы уравнениями: которые являются координатами движущейся точки, заданными в параметрической форме. Исключив из этих уравнений параметр t, получим уравнение траектории точки. Сделаем некоторые математические преобразования: , (2)

№ слайда 61 , , , Развернём cos в уравнение (2) по формуле для косинуса суммы: подставим вме
Описание слайда:

, , , Развернём cos в уравнение (2) по формуле для косинуса суммы: подставим вместо и их значения, получим после преобразования получим : Это уравнение эллипса. Это уравнение представляет собой общее уравнение траектории материальной точки, совершающей два взаимно перпендикулярных колебания.

Скачать эту презентацию


Презентации по предмету
Презентации из категории
Лучшее на fresher.ru