Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

M ECHANICKÉ KMITÁNÍ Mgr. Kamil Kučera. Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Materiál je určen pro bezplatné používání pro.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "M ECHANICKÉ KMITÁNÍ Mgr. Kamil Kučera. Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Materiál je určen pro bezplatné používání pro."— Transkript prezentace:

1 M ECHANICKÉ KMITÁNÍ Mgr. Kamil Kučera

2 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Materiál je určen pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízeních. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu. ANOTACE 1.Kód EVM: K_INOVACE_1.FY.34 2.Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.28/ Vytvořeno: březen Ročník: 2. ročník – čtyřleté gymnázium, 6. ročník – osmileté gymnázium (RVP-G), 5.Anotace: Vzdělávací oblastČlověk a příroda Vzdělávací oborFyzika Tematický okruhMechanické kmitání Materiál slouží k zopakování mechanického kmitání. Popisuje kmitání z hlediska kinematiky i dynamiky. Zabývá se volným i nuceným kmitáním, rezonancí a případy, kdy se s ní setkáme v praxi. Učivo je ověřeno závěrečným testem. Materiál se využije v průběhu hodiny. Pomůcky: interaktivní tabule.

3 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Kmitavý pohyb (mechanické kmitání) kmitání kmitání - fyzikální děj s periodickou časovou závislostí veličin, kterými je kmitání doprovázeno kmitavý pohyb - kmitavý pohyb - pohyb s periodickým průběhem, při kterém se hmotný bod pohybuje v okolí rovnovážné polohy přímočarý (pružinový oscilátor) křivočarý (kyvadlo) oscilátor oscilátor – zařízení, které volně kmitá např.: těleso na pružině, kyvadlo, kulička na U-rampě,… [2][1][1]

4 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Základní pojmy kmitavého pohybu časový diagram časový diagram - závislost okamžité polohy kmitajícího tělesa na čase harmonické kmitání neharmonické kmitání Kmitavý pohyb je nerovnoměrný. perioda kmitavého pohybu T perioda kmitavého pohybu T - doba, za kterou kmitající hmotný bod vykoná jeden kmit frekvence kmitavého pohybu f frekvence kmitavého pohybu f – počet kmitů, které kmitající hmotný bod vykoná za jednotku času y t [3][3] T

5 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Okamžitá výchylka kmitavého pohybu okamžitá výchylka y okamžitá výchylka y - vzdálenost hmotného bodu od rovnovážné polohy v daném okamžiku amplituda výchylky y m (výkmit) amplituda výchylky y m – největší výchylka hmotného bodu (výkmit) z rovnovážné polohy okamžitá výchylka harmonického kmitání úhlová frekvence [4][4]

6 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Rychlost a zrychlení kmitavého pohybu rychlost kmitavého pohybu v rychlost kmitavého pohybu v – okamžitá hodnota rychlosti hmotného bodu, který koná kmitavý pohyb pro harmonické kmitání: amplituda rychlosti kmitavého pohybu – největší hodnota okamžité rychlosti při kmitavém pohybu zrychlení kmitavého pohybu a zrychlení kmitavého pohybu a – okamžitá hodnota zrychlení kmitavého pohybu hmotného bodu pro harmonické kmitání: amplituda zrychlení kmitavého pohybu – největší hodnota zrychlení kmitavého pohybu hmotného bodu

7 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Fáze kmitavého pohybu fáze kmitavého pohybu - bezrozměrná veličina (úhel) počáteční fáze - fáze kmitavého pohybu v čase fázový rozdíl 2 harmonických veličin o stejné frekvenci je určen rozdílem jejich počátečních fází zvláštní případy: kmitání mají stejnou fázi kmitání mají opačnou fázi [5][5]

8 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Řešený příklad Harmonické kmitání hmotného bodu je popsáno rovnicí: a) Určete amplitudu, periodu a počáteční fázi kmitání. b) Určete výchylku při. a)porovnáme s obecnou rovnicí výchylky Harmonické kmitání má amplitudu 0,05 m, periodu 4 s, počáteční fázi 45 ͦ a v čase 0 s výchylku 35 mm.

9 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Dynamika kmitavého pohybu Příčinou kmitavého pohybu je síla. u pružinového oscilátoru je příčinou síla pružnosti parametry pružinového oscilátoru: hmotnost oscilátoru m tuhost oscilátoru k Úhlová frekvence volně kmitajícího pružinového oscilátoru je závislá jen na parametrech oscilátoru - jedná se o vlastní kmitání oscilátoru. vlastní úhlová frekvence frekvence vlastního kmitání perioda vlastního kmitání [1][1]

10 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Tlumené kmitání netlumené kmitání tlumené kmitání oscilátor kmitá neomezeně dlouho amplituda kmitání se nemění v čase mechanická energie oscilátoru je konstantní (mění se pouze E K na E P ) příčinou odporové síly působící na oscilátor amplituda kmitání se s běžícím časem zmenšuje (až zanikne) mechanická energie oscilátoru se mění na jinou formu energie (vnitřní energii oscilátoru nebo okolního prostředí) Kmitání reálného oscilátoru je vždy tlumené. [1][1] [6] [7][8]

11 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Nucené kmitání, rezonanční křivka nucené (vybuzené) kmitání nucené (vybuzené) kmitání – netlumené kmitání mechanického oscilátoru, jehož příčinou je vnější harmonicky proměnná síla F V, která působí na oscilátor budící síla rezonance rezonance – nucené kmitání, při němž amplituda výchylky dosahuje maximální hodnoty (nastává v případě, když úhlová frekvence Ω vnější síly je rovna rezonanční frekvenci Ω r oscilátoru) [9][9] [10] b 1 – malé tlumení (ostré maximum) b 2 – velké tlumení (neostré maximum) REZONANČNÍ KŘIVKA

12 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Rezonance v praxi Význam rezonance spočívá v tom, že umožňuje rezonanční zesílení kmitů, kdy malou (periodicky působící silou) lze v oscilátoru vzbudit kmitání o značné amplitudě. rezonance našla široké uplatnění v praxi: rezonanční zesilování zvuků hudebních nástrojů ozvučnice reproduktorů rezonanční měřící metody nežádoucí rezonanční kmitání: strojní zařízení konající otáčející pohyb chvění oken při přeletu letadla kmitání mostu při pochodu vojenského útvaru klepání dveří při nastartovaném motoru automobilu

13 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Trocha opakování 1. Vysvětlete rozdíl mezi harmonickým a neharmonickým kmitáním. 2. Proč je kmitavý pohyb nerovnoměrný? 3. Jak zamezíme nežádoucímu rezonančnímu kmitání? 4. Porovnejte tlumené a netlumené kmitání. 5. Je možné zvukem určité frekvence rozbít skleněný pohár? 6. Co zaznamenává rezonanční křivka a co lze z ní vyčíst?

14 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Zdroje a použitá literatura [1] ALEXANDROV, Oleg. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [2] TIBBETS74. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [3] CHE. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [4] LAGAFFE. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [5] FJGAR. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [6] XZAPRO4. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [7] XZAPRO4. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [8] ALEXANDROV, Oleg. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [9] PAJS. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [10] JKRIEGER. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: SVOBODA, Emanuel a kol. Přehled středoškolské fyziky. Praha: SPN, 1990, ISBN


Stáhnout ppt "M ECHANICKÉ KMITÁNÍ Mgr. Kamil Kučera. Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Materiál je určen pro bezplatné používání pro."

Podobné prezentace


Reklamy Google