Kmitání Kmitání (též oscilace nebo kmitavý děj) je změna, typicky v čase, nějaké veličiny vykazující opakování nebo tendenci k němu. Kmitající systém se často nazývá oscilátor. Dochází-li k přenosu kmitání prostorem, hovoří se o vlnění.

Mechanické kmitání Mechanické kmitání (též kmitavý pohyb, oscilační pohyb nebo vibrace) je takový mechanický pohyb hmotného bodu (popř. tělesa), při kterém je tento hmotný bod vázán na určitou rovnovážnou polohu. Hmotný bod se při svém pohybu vzdaluje od této rovnovážné polohy pouze do určité konečné vzdálenosti.

Vlastnosti kmitání Kmitající hmotný bod (těleso) vykoná jeden kmit, pokud projde celou dráhu a vrátí se do své původní polohy. U obecného kmitavého děje lze za jeden kmit považovat návrat do původního stavu systému. Doba, která je nezbytná k vykonání jednoho kmitu, se nazývá perioda kmitu. Počet kmitů za časovou jednotku (obvykle jednu sekundu) je označován jako kmitočet – frekvence. Okamžitá poloha hmotného bodu nebo tělesa při mechanickém kmitání, kterou zaujímá vzhledem k rovnovážné poloze, se označuje jako okamžitá výchylka. Největší velikost okamžité výchylky se nazývá amplituda.

Vlnění na struně Obrázek: Generátor mechanického vlnění

Experimentální uspořádání Sestavili jsme aparaturu podle obrázku. Jeden konec struny jsme uchytili na pevnou tyč, ke druhému připevnili závaží přes kladku. Umístili jsme generátor mechanického vlnění pod konec struny, který je připevněn na pevné tyči.

Vlnová rovnice pro strunu: ● podmínky pro stojaté vlnění

Vlny na struně Stojatou vlnu lze také popsat jako interferenci = prolínání několika protichůdných vln - původní vlna se odráží od konce struny, vrací se a prolíná se s vlnou v původním směru. Na druhém konci se opět odrazí, znovu se prolíná a tak dále. Je jasné, že ke konstruktivní interferenci tak může dojít jen za velmi přísných podmínek na vlnovou délku.

Počet vln a frekvence

Lineární hustota struny Ze vztahu a = * jsme vyjádřili hustotu ρ =, dosadili hodnoty a vypočítali výsledek 0, kg/m. Poté jsme délku struny vydělili hmotností struny (vyšlo 0, kg/m) a oba výsledky porovnali.

Kmitání na pružině Na pružinu, kterou jsme zavěsili na stojan, jsme zavěsili závaží. Na něj jsme namířili kameru, kterou jsme umístili na stativ a propojili do počítače. Kamera snímala výchylku od původní polohy, okamžitou rychlost a zrychlení závaží. Tyto hodnoty jsme sledovali na grafu v programu VideoCom.

Graf kmitání na pružině

Děkujeme za pozornost