Embedded Files
Механічні коливання — це такий рух, під час якого положення і швидкість руху тіла (точки) повторюються через певні інтервали часу.
Найпростіше досліджувати коливальні рухи за допомогою маятників — пристроїв, які здатні здійснювати коливання
Маятник — це тверде тіло, яке здійснює коливання внаслідок притягання до Землі або внаслідок дії пружини.
Маятники, в яких тіло коливається завдяки дії пружини, називають пружинними маятниками. Коливання пружинного маятника залежать від властивостей пружини і маси тіла.
Маятники, які коливаються завдяки притяганню до Землі, називають фізичними маятниками. Їх коливання є доволі складними, адже залежать від маси, геометричних розмірів, форми маятника тощо.
Характеристиками коливального руху є амплітуда, період та частота.
Відхилення маятника від положення рівноваги називають зміщенням тіла; його позначають літерою х, вимірюють у метрах
Амплітуда коливань (А) — це максимальне відхилення тіла від положення рівноваги.
Одиниця амплітуди — метр (1 м).
Значення амплітуди залежить тільки від того, на яку відстань тіло було відведене від положення рівноваги перед початком коливань.
За одне коливання тіло проходить шлях l0, який приблизно дорівнює чотирьом амплітудам: l0 = 4A
Коливання, амплітуда яких із часом зменшується, називають затухаючими коливаннями.
Вільні коливання завжди є затухаючими.
Незатухаючі коливання — це коливання, амплітуда яких не змінюється з часом.
Незатухаючі коливання здійснює, наприклад, голка швацької машинки, доки працює її механізм.
Період коливань (Т) — час одного повного коливання.
t — час спостереження; N — кількість коливань за цей час.
Одиниця періоду коливань в CI — секунда: [T] = с.
Частота коливань — це фізична величина, яка дорівнює кількості коливань за одиницю часу.
Частоту коливань позначають символом «ню»
Одиниця частоти коливань в СI — герц (Гц)
Період і частота є взаємно оберненими величинами:
Маятники мають дуже важливу властивість: якщо амплітуда коливань маятника набагато менша від його довжини, то частота і період коливань маятника не залежать від амплітуди.
Цю властивість малих коливань відкрив Ґалілео Ґалілей, і саме вона покладена в основу роботи механічних годинників.
Вчимося розв'язувати задачі
Вчимося розв'язувати задачі
1. Маятник здійснив 4 повних коливання за 8 с. Визначте період і частоту його коливань.
2. Який шлях пройде маятник за одне повне коливання, якщо амплітуда коливань становить 5 см?
3. Маятник два повних коливання здійснює за 2 с. За який час маятник здійснить 8 повних коливань?
4. Частота коливань вантажу на пружині 0,5 Гц. Скільки коливань здійснить цей вантаж за 6 с?
5. Маятник зробив 50 коливань за 1 хв 40 с. Визначте період і частоту коливань.
6. Тіло, що коливається, за чотири періоди проходить 16 см. З якою амплітудою коливається тіло?
7. Амплітуда коливань маятника 4 см. Який шлях проходить тіло за два періоди?
Поясніть
Кулька на нитці починає рухатися з точки А і здійснює коливання, проходячи послідовно точки А-В-С-В-А. Час руху між якими точками відповідає періоду коливань? У якій точці швидкість руху кульки найбільша?
Експериментальне завдання «Резонанс»
Експериментальне завдання «Резонанс»
Прив’яжіть до невеликого важкого тіла нитку завдовжки 45-50 см. Однією рукою візьміть нитку за вільний кінець, а другою відхиліть тіло від положення рівноваги. Маятник почне коливатися. Визначте частоту його вільних коливань.
Зупиніть маятник. Потім почніть дуже повільно рухати рукою з маятником з одного боку в інший (див. рисунок). Слідкуйте, щоб амплітуда коливань руки не змінювалась; руку достатньо переміщувати на 1-2 см. Поступово збільшуйте частоту коливань руки і спостерігайте за маятником. «Спіймайте» момент, коли маятник розгойдається дуже сильно, тобто виникне резонанс — явище різкого збільшення амплітуди коливань. Визначте частоту коливань руки, коли амплітуда коливань маятника є найбільшою. Дізнайтеся, за якої умови настає резонанс, порівнявши знайдені значення частоти вільних коливань маятника і частоти коливань руки.
Лабораторна робота № 5 «Дослідження коливань нитяного маятника»
Лабораторна робота № 5 «Дослідження коливань нитяного маятника»
Page updated
Google Sites
Report abuse