Název školy: Gymnázium, Roudnice nad Labem, Havlíčkova 175, příspěvková organizace Název projektu: Moderní škola Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.1034 Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Číslo DUM: VY_32_Inovace_GR04_Mra03_08 Vytvořeno: Listopad 2012 Autor: Mgr. Hana Mrázová Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor: Fyzika Sada: Kmitání a vlnění Název vzdělávacího materiálu: Tlumené a nucené kmitání Ročník: 1. až 4. ročník čtyřletého gymnázia

Anotace: Prezentace popisuje tlumené a nucené kmitání. Slouží pro prezentaci tohoto tématu, ale také jako učební materiál pro samotné žáky. Očekávané výstupy: Žák uvede základní charakteristiky tlumeného a nuceného kmitání

Tlumené a nucené kmitání

Tlumené kmitání Amplituda výchylky kmitajícího oscilátoru se postupně zmenšuje, až kmitání zanikne.

Příčiny tlumení Odpor prostředí Děje, které vznikají při deformaci pružiny oscilátoru. Tlumení ovlivňuje Amplitudu okamžité výchylky Periodu kmitání – tlumený oscilátor volně kmitá s poněkud větší periodou, než jakou by měl netlumený oscilátor se stejnými parametry.

Tlumení v závislosti na prostředí Kmitání ve vzduchu Kmitání ve vodě

Využití tlumení v praxi Tlumiče pérování automobilů Tlumení pohybu ruček měřících přístrojů

Nucené kmitání Nucené kmity vznikají tehdy, když energii tlumených kmitů, která se třením přeměňuje v teplo v pravidelných intervalech nahrazujeme.

Budící síla Vnější síla, která dodává energii se nazývá budící síla. Oscilátor nutíme kmitat s úhlovou frekvencí ω působící síly, která může být odlišná od úhlové frekvence ω0 vlastního kmitání (tj. volného kmitání). Nucené kmitání je netlumené.

Příklady nuceného kmitání Houpání na houpačce - ztracenou energii dodáváme změnou polohy těžiště. Driblování s míčem při basketbalu - ztracenou energii obnovujeme pravidelnými údery ruky a nutíme tím míč vyskočit do původní polohy.

Demonstrace nuceného kmitání Kotoučem, který se otáčí úhlovou rychlostí ω, se vytváří periodická síla, která nutí oscilátor kmitat se stejnou frekvencí.

Test č.1 Amplituda vynucených kmitů a) exponenciálně klesá, b) exponenciálně roste, c) logaritmicky roste, d) je po určité době konstantní. d) je po určité době konstantní.

Test č.2 Tlumení ovlivňuje: a) pouze amplitudu kmitavého pohybu, b) pouze periodu kmitání, c) amplitudu kmit. pohybu a periodu kmitání, d) vlnovou délku. c) amplitudu kmit. pohybu a periodu kmitání,

Zdroje: 2 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a6/Damped_oscilla tion_graph.svg/248px-Damped_oscillation_graph.svg.png http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Damped_spring.gif 4 http://home.zcu.cz/~formanek/mmvyuka/Data/kmitani/uvod.h2.jpg http://home.zcu.cz/~formanek/mmvyuka/Data/kmitani/uvod.h1.gif 9 http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/163-nucene-kmitani-mechanickeho-oscilatoru