120 likes | 263 Views
Digitální učební materiál. Perioda. Je to doba, za kterou oscilátor vykoná jeden kmit. Perioda T je doba jednoho kmitu.
E N D
Perioda • Je to doba, za kterou oscilátor vykoná jeden kmit. • Perioda T je doba jednoho kmitu. • Kmit je pohyb oscilátoru z rovnovážné polohy do krajní polohy, pohyb z jedné krajní polohy do opačné krajní polohy a nakonec návrat do rovnovážné polohy. Obrázek č.1
Perioda • Pružinový oscilátor má dva parametry: hmotnost ma tuhost pružiny k. • Jak tyto parametry ovlivňují kmitání oscilátoru můžeme ověřit tím, že na pružinu zavěsíme závaží a změříme periodu kmitání. • Pak zavěsíme závaží o jiné hmotnosti. • Zjistíme, že těžší závaží má delší periodu kmitu. • Pokud provedeme pokus se stejným závažím, ale s pružinami s různou tuhostí, pak zjistíme, že tužší pružina kmitá s kratší periodou.
Perioda Kmitočet neboli frekvence je počet kmitů za sekundu f = . Na osu y vynášíme vý- chylku, na osu x čas. Jednotkou je hertz [Hz]. Obrázek č.2
Rezonance oscilátoru • Nejvíce se oscilátor rozkmitá v případě, když frekvence vnějšího působení odpovídá frekvenci vlastního kmitání. • Tento případ nuceného kmitání se nazývá rezonance oscilátoru. • Jako příklad rezonance můžeme uvést obyčejné houpání na dětské houpačce. Pokud by dítě jen sedělo, pak by se houpačka za chvíli zastavila. K tomu, aby se nám houpačka nezastavila, musíme na ni periodicky působit, například působením rukou rodiče z vnějšku. Po rozhoupání už tato síla může být vcelku malá.
Rezonance oscilátoru • Význam rezonance spočívá v tom, že umožňuje rezonanční zesílení kmitů. • Malou, periodicky působící silou lze v oscilátoru vzbudit kmitání o značné amplitudě, pokud je perioda vnějšího působení shodná s periodou vlastního kmitání oscilátoru.
Rezonance oscilátoru • Rezonanční zesílení se využívá například k zesílení zvuku hudebních nástrojů a v elektroakustických zařízeních. • Struna houslí rozkmitaná smyčcem vydá zvuk, který je sotva slyšitelný. • Kmitání se však přenáší na těleso houslí, jehož dřevěné části i dutina způsobí rezonanční zesílení zvuku dané frekvence. • Podobným způsobem fungují ozvučnice reproduktorů i dutiny ve sluchovém ústrojí člověka.
Rezonance oscilátoru • Velké využití našla rezonance v elektrotechnice a ve sdělovací technice. • Jako příklad můžeme uvést střídavý proud nebo elektromagnetické kmitání. • V technice se ale setkáváme také s nežádoucí rezonancí. • Příkladem jsou strojní zařízení, která vykonávají otáčivý pohyb.
Rezonance oscilátoru • Při otáčení vznikají periodické síly, jež rozkmitávají nejen vlastní zařízení, ale přenáší kmitání i do jeho okolí, například do podlahy, k níž je zařízení připevněno. • Vzniku takovéto rezonance můžeme předejít tím, že se vlastní frekvence zařízení upraví tak, aby se lišila od frekvence sil, které kmitání vynucují.
Nežádoucí rezonance • Rezonanční kmitání může vzniknout také u mechanizmů, které obsahují pružné prvky. • Například pérování automobilu tvoří s mechanizmem kol pružnou soustavu, která se vlivem nerovnosti vozovky rozkmitává. • Protože kmitání kol je nežádoucí, doplňuje se sytém tlumiči, které kmitání omezují.
Nežádoucí rezonance V technické praxi se k potlačení nežádoucí rezonance používají tyto způsoby: • změna frekvence vlastního kmitání • doplnění mechanizmu tlumiči kmitů • zvětšení tření mechanizmu
Použité zdroje: LEPIL, Oldřich, Milan BEDNAŘÍK a Radmila HÝBLOVÁ. Fyzika pro střední školy. 4., přeprac. vyd. Praha: Prometheus, 2001, 266 s. Učebnice pro střední školy (Prometheus). ISBN 80-719-6184-1. Obrázek č.1: FDOMINEC. http://commons.wikimedia.org [online]. [cit. 20.9.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Voltage_graph_cs.svg Obrázek č.2: CHE. http://commons.wikimedia.org [online]. [cit. 20.9.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Vlnova_delka.png