Механические колебания и волны

1. Механические колебания и волны

2. Механические колебания и волны • Механические колебания • Механические волны

3. Колебания • Механические колебания – это движения, которые точно или приблизительно повторяются через определенные интервалы времени. • Виды колебаний: • Свободные (происходят без воздействия внешних сил). • Вынужденные (происходят под воздействием внешних периодически изменяющихся сил).

4. Условия возникновения колебаний Система должна находится в устойчивом равновесии. Колеблющееся тело должно обладать достаточно большой инертностью. В системе должны быть достаточно малы силы сопротивления (трения).

5. Колебания Виды равновесия Колебательные системы Характеристики колебаний Резонанс Расстояние, пройденное колеблющимся телом за время t Уравнение колебаний Решение уравнения колебаний График Гармонические колебания Затухающие колебания

6. Виды равновесия Неустойчивое Устойчивое Безразличное

7. N N Неустойчивое равновесие mg mg

8. N N Устойчивое равновесие mg mg

9. N N N Безразличное равновесие mg mg mg

10. Колебательные системы Колебательная система – это система, в которой могут происходить свободные колебания. (Маятник). Пружинный маятник Математический (нитяной) маятник.

11. Характеристики колебаний Амплитуда – наибольшее отклонение колеблющейся частицы от положения равновесия. Период – время, за которое происходит одно полное колебание. (Период зависит от параметров колебательной системы.)

12. Характеристики колебаний • Частота – величина, показывающая сколько колебаний происходит за единицу времени. • (Частота – величина обратная периоду.) • Частота свободных колебаний системы – собственная частота. • Фаза колебаний – величина, позволяющая определить состояние колеблющейся системы в данный момент времени.

13. Фаза колебаний Колебания происходят в одинаковых фазах. Колебания происходят в противоположных фазах. Колебания происходят в различных фазах.

14. Пружинный маятник. F F F F F F V V V У У У У У У V А А X X V V 0

15. Пружинный маятник

16. Пружинный маятник F У 0 А А t=0 Скорость начинает возрастать под действием силы упругости.

17. Пружинный маятник F У V А 0 А X 0<t<T/4 Скорость продолжает возрастать под действием силы упругости.

18. Пружинный маятник V 0 А А t=T/4 Скорость достигает максимального значения, движение происходит вследствие инертности тела.

19. Пружинный маятник F У V 0 А А X T/4<t<T/2 Скорость меняет свое направление и увеличивается под действием силы упругости.

20. Пружинный маятник F У А 0 А t=T/2 Тело останавливается.

21. Пружинный маятник V F У 0 А А X T/2<t<3T/4 Скорость уменьшается под действием силы упругости.

22. Пружинный маятник V 0 А А t=3T/4 Скорость тела достигает своего максимального значения, движение происходит вследствие инертности тела.

23. Пружинный маятник F V У А 0 А X 3T/4<t<T Скорость тела уменьшается под действием силы упругости.

24. Пружинный маятник F У 0 А t=T Тело останавливается.

25. T T T T T mg mg mg mg mg V V V V V V X X A A Математический (нитяной) маятник 0

26. Fвнешн Fвнешн Fвнешн А Fсопр1<Fсопр2 Резонанс Резонанс – явление резкого возрастания амплитуды колебаний при совпадении чстоты внешней силы и собственной частоты колебаний системы.

27. Расстояние, пройденное колеблющимся телом за время t

28. Расстояние, пройденное колеблющимся телом за время t За промежуток времени, равный периоду колебаний колеблющееся тело проходит расстояние равное 4А. S- расстояние, пройденное колеблющимся телом за время t.

29. F У X 0 Уравнение колебаний

30. l mg S T Уравнение колебаний

31. Решение уравнения колебаний

32. Фаза колебаний

33. Х А 0 t - А График колебаний

34. Гармонические колебания Гармонические колебания – колебания, которые происходят под действием силы пропорциональной смещению колеблющейся точки и направленной противоположно этому смещению. Гармонические колебания – это колебания , которые происходят по закону синуса или косинуса .

35. Затухающие колебания X 0 t Причина затухания колебаний – силы сопротивления.

36. Волны Определение волны Поперечные волны Продольные волны Характеристики волны График волны Уравнение бегущей волны Звуковые волны

37. Волны • Волна – это колебания, распространяющиеся в пространстве с течением времени. • При распространении волны не происходит распространение частиц, а происходит распространение состояния среды. (Волна не переносит вещество, но переносит энергию). • Распространение волны происходит с конечной скоростью.

38. Волны Поперечная волна – это волна, в которой колебания происходят перпендикулярно направлению распространения волны. Поперечные волны могут распространяться в твердых телах и на границе двух сред.

39. Поперечная волна

40. Волны Продольная волна – это волна, в которой колебания происходят вдоль направления распространения волны. Продольные волны могут распространяться в газах, жидкостях и твердых телах.

41. Продольная волна

42. Смешанная волна

43. Характеристики волны • Амплитуда – максимальное отклонение частиц от положения равновесия. • Длина волны – расстояние между двумя ближайшими точками, совершающими колебания в одной фазе. • Период волны – равен периоду колебаний источника волны. (За время равное периоду волна проходит расстояние, равное своей длине). • Частота волны – величина обратная периоду. • Фаза – величина, характеризующая состояние среды в данной точке.

44. Профиль волны в определенный момент времени S А 0 Х - А

45. Уравнение бегущей волны

46. Интерференция механических волн Интерференция – это явление сложения волн в пространстве.

47. Звуковые волны – продольные механические волны, частота которых заключена в пределах от 17 Гц до 20000 Гц. Скорость звука в воздухе при 0 С равна 331 м/с. 0 Звуковые волны

48. Эхо

49. Реверберация