Презентации колебания и волны
Механические колебания
Электромагнитные колебания
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 Механические колебания | 2.87 МБ |
| Электромагнитные колебания | 2.53 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Г армонические к олебания t х 0 t , c x Не гармонические к олебания t , c x
t , c x 0,5 1 0,3 Нажми гиперссылку и посмотри видео «Запись колебаний песком»
x ,см 0 t ,с x 0 x m x = x m sin ω 0 t x ,см 0 t ,с x 0 x m x = x m cos ω 0 t x m x ,см 0 t ,с x m x = - x m cos ω 0 t x 0 x m -x m x ,см 0 t ,с x 0 x m x = - x m sin ω 0 t
Силы, меняющейся по линейному закону от смещения из положения равновесия и направленной к положению равновесия. С вободные гармонические колебания возникают при наличии в системе … П оплавок П. м .
М атематический м аятник С вободные гармонические колебания возникают при наличии в системе силы, меняющейся по линейному закону от смещения из положения равновесия и направленной к положению равновесия.
Тело массой m , привязанное к нити длиной ℓ , колеблется в вертикальной плоскости. Сила натяжения нити Т в крайнем положении равна: y А mg sin В mg cos C mg tg D
Тело массой m , привязанное к нити длиной ℓ , колеблется в вертикальной плоскости. Сила натяжения нити в положении равновесия: А Т = mg С Т < mg В Т > mg
Тело массой m совершает свободные колебания как математический маятник. В каких точках траектории движения тела его ускорение равно 0? А Только в нижней точке траектории B Ни в одной точке траектории D В крайних точках и в положении равновесия C Только в крайних точках
+ + + + ℓ ℓ ℓ +x ℓ -x x ℓ 0 + + + + + 2994 По гладкой горизонтальной направляющей длиной 2 ℓ скользит бусинка с положительным зарядом Q и массой m. На концах направляющей находятся положительные заряды q . Бусинка совершает малые колебания относительно положения равновесия, период которых равен Т . Чему будет равен период колебаний бусинки, если ее заряд увеличить в 2 раза?
ℓ ℓ ℓ +x ℓ -x x ℓ 0 Посередине закрытого горизонтального цилиндрического сосуда длиной 2 ℓ находится гладкий тонкий поршень массой m и площадью S . По обе стороны от поршня находятся по молей идеального газа при давлении р 0 . Найти циклическую частоту малых колебаний поршня, считая процесс изотермическим.
М анометр x x
Вторая производная координаты по времени пропорциональна самой координате с обратным знаком Покажем, что решением этого уравнения является гармоническая функция: x = x m sin ω 0 t = x = а= = x = x = x m cos ω 0 t = x = а= = x = x m ω 0 cos ω 0 t - x m ω 2 0 sin ω 0 t
– период – время одного колебания ω 0 - циклическая частота – число колебаний за 2 секунд t x 0 , рад – частота – число колебаний в секунду x = x m sin ω 0 t = ω 0 t – фаза x = x m sin ( ω 0 t + φ 0 )
t , c x ,см 0,4 2 1,2 2,8 0 10 -10 m=0 ,2кг Найти коэффициент жесткости пружины
t , c x ,см 0,2 1,0 0,6 1,4 0 10 -10 Найти длину нити
t , c x ,см 0,4 2 1,2 2,8 0 10 -10 m=0 ,2кг Т= = 0 = k = x m = x(t)= x = x = m = a x = a x = a m = 1,6c 0,625 Гц Гр x (t) , Гр a x (t)
t , c x , см 0,4 2 1,2 2,8 0 10 -10 m =0 ,2 кг W , Дж t , c 0,4 2 1,2 2,8 0
t , c x ,см 0,2 1,0 0,6 1,4 0 10 -10 m=0 ,1 кг Домашнее задание
О пределить амплитуду, период и частоту колебаний t , c x ,см 0,1 0,5 0,3 0,7 1 2 3 Н айти смещение через 0,1с, 0,2с, 0,3с, 0,4с 0
Определить периоды и частоты колебаний x t , c x t , c 0,5 t , c t , c x x 0,5 0,5 1 1 1 1 2 0 0 0 0
x ,см 2 t , c 0 1 1 4 6 В о сколько раз отличаются энергии колебаний пружинных маятников?
Н азовите моменты времени, в которые тело обладает только потенциальной энергией. Н азовите моменты времени, в которые тело обладает только кинетической энергией. t x 0
x =0,04 sin2 t x = x m sin ω 0 t t , c x , c м 1 0 4
Изменится ли период колебаний груза на пружине оттого, что мы поместим его в воду? Грузу придана идеально обтекаемая форма, и можно принять, что трение о воду равно нулю. Плотность груза больше плотности воды. А) Не изменится. Б) Период колебаний в воде будет больше. В) Период колебаний в воде будет меньше. Г) Груз не будет совершать колебания.
Изменится ли период колебаний математического маятника оттого, что мы поместим его в воду? Грузу придана идеально обтекаемая форма, и можно принять, что трение о воду равно нулю. Плотность груза больше плотности воды. А) Не изменится. Б) Период колебаний в воде будет больше. В) Период колебаний в воде будет меньше. Г) Груз не будет совершать колебания.
Как изменится период свободных колебаний маятника длиной 10 м при увеличении амплитуды его колебаний от 10 см до 20 см? А). Увеличится в 2 раза. Б). Уменьшится в 2 раза. В). Увеличится в 4 раза. Г). Уменьшится в 4 раза. Д). Не изменится.
При свободных колебаниях шар на нити проходит путь от левого крайнего положения до положения равновесия за 0,2 с. Каков период колебаний шара? А). 0,2 с. Б). 0,4 с. В). 0,8 с. Г). 2,5с. Д). 5с.
Как будут идти часы с математическим маятником, установленном для Санкт-Петербурга, на полюсе и на экваторе? А). Так же, как и в Санкт-Петербурге. Б). Будут отставать. В). На полюсе без изменений, а на экваторе станут спешить. Г). На экваторе станут отставать, на полюсе – спешить. Д.) На экваторе станут спешить, на полюсе – отставать.
Как изменится частота колебаний стального шарика, подвешенного на нити, если под ним поместить сильный магнит? А). Уменьшится. Б). Увеличится. В). Не изменится. Г). Колебаний не будет. Д). Среди перечисленных ответов нет правильного. S N
Колебания математического маятника происходят внутри ракеты, которая поднимается вверх с ускорением 2 g . Как отразилось движение ракеты на колебаниях маятника? А). Не отразилось. Б). Период колебаний уменьшился в раз. В). Период уменьшился в раз. Г). Частота увеличилась в раз. Д). Частота уменьшилась в раз. раз
Какое из перечисленных колебаний является свободным? а. Колебание груза, подвешенного к пружине, после однократного его отклонения от положения равновесия. б. Колебание диффузора громкоговорителя во время работы приемника. А. Только а. Б. Только б. В. а и б. Г. Ни а, ни б.
Как изменится период колебаний математического маятника, если его длина уменьшится в 9 раз?
r h R Как будет изменяться период колебаний математического маятника, если его поднять над поверхностью Земли?
Как изменится период колебаний математического маятника, если его длина увеличится в 2 раза?
2m m Е 1 = 2mgh Е 2 = mg2h H=2h h Два математических маятника длиной ℓ 1 =ℓ и ℓ 2 =2ℓ, имеющие массы m 2 = m и m 1 =2 m , колеблются так, что их максимальные углы отклонения одинаковы. Как относятся энергии колебаний маятников?
Г руз подвешен на нити и отклонен от положения равновесия так, что его высота над землей увеличилась на 45 см. С какой скоростью тело будет проходить положение равновесия при свободных колебаниях?
Уравнение колебания х=0,5 sin 20t х= A sin ω 0 t
Степанова № 801 Проверяю тетради с Д.З.
Скорость движения колеблющейся точки в фазе /3 оказалась равной 2 м/с, а период колебаний - 1,73 с. Напишите уравнение колебания точки, если начальная фаза равна нулю (Рассмотреть для координаты функцию косинус).
Груз колеблется на пружине с амплитудой 6 см, делая 20 колебаний за 30 с. Напишите уравнение движения груза и определите смещение через t = 1/18 с, считая от момента максимального отклонения груза от положения равновесия.
Начертите график колебания при наличии силы трения.
Уравнение движения колеблющейся точки х = 10 со s 20 t (см) , где t дано в секундах. Определить: а) амплитуду колебаний, б) период и частоту, в) смещение для момента времени T /8 сек.
Груз массой m колеблется на пружине жесткостью k с амплитудой А . Определите среднюю скорость движения груза за период.
Уравнение движения груза на пружине x = 2 sin t (см), где t выражено в секундах. Определить путь, пройденный грузом за 2,2 сек, считая от начала движения, и коэффициент жесткости пружины, если масса груза 0,4 кг.
За 1 мин груз на пружине совершил 90 колебаний с амплитудой 4 см . Определить максимальное значение скорости и ускорения груза.
Шарик, подвешенный на пружине, совершает гармонические колебания. Амплитуда колебаний А, период Т. На каком расстоянии от положения равновесия шарика надо поставить горизонтальную пластинку, чтобы шарик упруго отразившись от нее, стал колебаться с периодом 5/6 Т?
Сравните время прохождения маятником первой и второй половины амплитуды.
Тело совершает гармонические колебания с амплитудой 30 см. Какой путь пройдет это тело от положения равновесия за 1/3 периода?
Точка совершает гармонические колебания вдоль прямой линии. При движении между крайними положениями средняя скорость оказалась равной 4 м/с. Найти максимальную скорость.
Шарик, подвешенный на пружине, совершает гармонические колебания. Амплитуда колебаний А, период Т. На каком расстоянии от положения равновесия шарика надо поставить горизонтальную пластинку, чтобы шарик упруго отразившись от нее, стал колебаться с периодом 0,75 Т?
Тело массой m упало на чашу пружинных весов с высоты h над чашей. Масса чаши и пружины пренебрежимо малы, жесткость пружины k . Прилипнув к чаше, тело начинает совершать гармонические колебания в вертикальном направлении. Найти амплитуду колебания и их энергию.
2m m Е 1 = 2mgh Е 2 = mg2h H=2h h Два математических маятника длиной ℓ 1 =ℓ и ℓ 2 =2ℓ, имеющие массы m 2 = m и m 1 =2 m , колеблются так, что их максимальные углы отклонения одинаковы. Как относятся энергии колебаний маятников? Е 2 = mg2h = Е 1
t , c x ,см 0,1 0,5 0,3 0,7 0 5 -5 m=0 , 1 кг Найти: Т= = 0 = x m = x(t)= x = m = a x = a m = Гр x (t) Гр a x (t)
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Г армонические к олебания t X 0 t , c x Не гармонические к олебания t , c x
1826 г. Ф еликс С авар Э лектромагнитные к олебания N S
Э лектромагнитные к олебания 1842 г. Д жозеф Г енри 1847 г. Г ерман Г ельмгольц
Закон сохранения энергии Идеальный колебательный контур
Механические колебания Электрические колебания x k m
0 Производная сложной функции
Продифференцируем закон сохранения энергии
Продифференцируем закон сохранения энергии
У ильям Т ОМСОН (лорд КЕЛЬВИН 26.06.1824-17.12.1907 )
U, В 0 t , c L =0 , 0 2 Гн 200 i,A q m = q(t)= i (t)= i m = Гр i (t) 0,1 Найти: Т= = 0 = C= U m = Т=0,05с 0,05с 20Гц 40 с -1 3,2 · 10 -3 Ф 200 В 0,63Кл 0,63 cos40 t q´ = 0,63 ·40 sin40 t 0,63 ·40 =79,2 А
U , В 0 t , c 50 i,A 0,1 W , Дж t , c 0, 1 0, 05 0 62 31
U , В 40В 0 t , c L =0 , 02 Гн 50 i , A 0,1 Т= = 0 = C= U m = q m = q(t)= i (t)= i m = Гр i (t) Домашнее задание
U , В 0 t , c 50 i,A 0,1 W , Дж t , c 0,05 0,4 0,2 0
Задание 32 № 6435. В процессе колебаний в идеальном колебательном контуре в момент времени t заряд конденсатора q = 4 · 10 −9 Кл, а сила тока в катушке I = 3 мА. Период колебаний T = 6,3 · 10 −6 с. Найдите амплитуду заряда. (Ответ 5 нКл )
Задание 32 № 6364. В колебательном контуре происходят незатухающие колебания, при которых амплитудные значения силы тока, текущего через катушку индуктивности, и напряжения на конденсаторе равны соответственно I 0 = 1 А и U 0 = 100 В. Каков период T этих колебаний, если ёмкость конденсатора C = 10 мкФ? 6,3 мс
Задание 32 № 3036. В идеальном колебательном контуре амплитуда колебаний силы тока в катушке индуктивности 5 мА, а амплитуда напряжения на конденсаторе 2 В. В момент времени t напряжение на конденсаторе равно 1,2 В. Найдите силу тока в катушке в этот момент. (Ответ 4 мА)
Задание 32 № 3666. Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью 50 мкГн и сопротивлением 1 Ом и конденсатора ёмкостью 0,1 мкФ. В контуре поддерживаются незатухающие колебания, при которых амплитуда колебаний напряжения на конденсаторе равна 10 В. Какую среднюю мощность при этом потребляет контур от внешнего источника? (Ответ 0,1 Вт)
Задание 27 № 5772 . Проволока сопротивлением 5 Ом намотана на катушку. Если соединить концы проволоки друг с другом и включить постоянное однородное магнитное поле так, что линии его индукции будут параллельны оси катушки, то через катушку протечёт заряд 0,1 Кл. Найдите амплитуду ЭДС индукции, которая возникнет в катушке, если при включённом магнитном поле начать вращать в нём катушку с угловой скоростью 4 рад/с. Ось вращения перпендикулярна оси катушки. Ответ приведите в В. Ответ: 2 В
U , В 100 0 t , c 0,1 L =0 , 02 Гн 50 i , A
Решение задач: Р. 942, 943, 944, 945, 946 …
Два конденсатора одинаковой емкости С 1 =С 2 =С и катушка индуктивностью L соединены так, как показано на рисунке. В начальный момент ключ разомкнут, конденсатор С 1 заряжен до напряжения U , а конденсатор емкостью С 2 не заряжен и сила тока в катушке равна нулю. Каким будет максимальное значение силы тока в катушке с индуктивностью L после замыкания ключа? L С 1 С 2
L С 1 С 2 Дано: С 1 U , С 2 L i m - ?
Конденсатор емкостью С 1 первоначально заряжен до напряжения U , а конденсатор емкостью С 2 не заряжен. Каким будет максимальное значение силы тока в катушке с индуктивностью L после замыкания ключа? L С 1 С 2
Дано: С 1 U , С 2 L i m - ? L С 1 С 2 1) Ток будет максимальным в тот момент, когда: 3 ) Закон сохранения электрического заряда: 2 ) L С 1 С 2 + + - - - - + + + + + + - - - -
Дано: С 1 U , С 2 L i m - ? L С 1 С 2 4 ) Закон сохранения энергии: L С 1 С 2 + + - - - - + + + + + + - - - -
Конденсатор какой емкости надо включить в колебательный контур, чтобы при индуктивности катушки равной 5,1 мкГн получить колебания с частотой 10 МГц?
t , c U ,В 0 Вариант 8 -5 0 5 0 0,0 4 L=0 , 1 Гн t , c U ,В 0 Вариант 2 0, 0 2 10 -10 L=0 , 0 2Гн t , c U ,В 0 Вариант 4 -5 0 5 0 0,04 L=0 ,2Гн t , c U ,В 0 Вариант 6 0,02 10 -10 L=0 ,1Гн
t , c U ,В 0 Вариант 7 -10 10 0,0 4 L=0 ,2Гн t , c U ,В 0 Вариант 1 0, 0 2 5 -5 L=0 ,1Гн t , c U ,В 0 Вариант 3 -10 10 0,0 4 L=0 ,1Гн t , c U ,В 0 Вариант 5 0, 0 2 5 -5 L=0 ,2Гн