Jaká síla způsobuje harmonické kmitání? DYNAMIKA KMITAVÉHO POHYBU aneb Jaká síla způsobuje harmonické kmitání? PaedDr. Jozef Beňuška jbenuska@nextra.sk

Při vytvoření oscilátoru se pružina prodlouží. lo - délka nezatížené pružiny Dl - prodloužení pružiny při deformaci tíhovou silou FG

Prodloužením pružiny vzniká síla pružnosti Fp. Velikost síly pružnosti pružiny Fp je přímo úměrná prodloužení pružiny Dl.

Konstanta úměrnosti k k - tuhost pružiny, direkční síla

Tuhost pružiny k Tuhost pružiny k číselně odpovídá velkosti síly F, která způsobí prodloužení pružiny o 1 metr.

V rovnovážné poloze závaží ... RP je výsledná působící síla na pružinu rovna nule, tíhová síla závaží FG je rovna síle pružnosti pružiny Fp.

Vychýlením závaží do vzdálenosti y ... RP Příčinou harmonického kmitání mechanického oscilátoru je síla FV přímo úměrná okamžité výchylce y.

Nachází-li se oscilátor v rovnovážné poloze ... RP Okamžitá výchylka y je rovna nule, výsledná síla Fv je rovna také nule.

Nachází-li se oscilátor pod rovnovážnou polohou ... Výsledná síla Fv má opačný směr než okamžitá výchylka, výsledná síla Fv má směr do rovnovážné polohy.

Nachází-li se oscilátor nad rovnovážnou polohou ... RP Výsledná síla Fv má opačný směr než okamžitá výchylka, výsledná síla Fv má směr do rovnovážné polohy.

Harmonický pohyb mechanického oscilátoru je způso- ben silou, která neustále směřuje do rovnovážné polohy a je přímo úměrná okamžité výchylce.

Časový diagram y, Fv t Maximální síla - FVm - působí na těleso v amplitudách.

Kmitání bez ovlivňování vnějšími silami je vlastní kmitání. w0 - úhlová frekvence vlastního kmitání oscilátoru

Kmitání bez ovlivňování vnějšími silami je vlastní kmitání. Úhlová frekvence vlastního kmitání závisí na parametrech oscilátoru: tuhosti pružiny k, hmotnosti závaží m. S využitím ... Perioda a frekvence vlastního kmitání oscilátoru.

Řešte úlohu: Oscilátor vznikl zavěšením závaží s hmotností 10 kg na pružinu, která se prodloužila o 15 cm. Určete periodu vlastních kmitů oscilátoru. T = 0,78 s

Řešte úlohu: Na oscilátor harmonicky kmitající s periodou T působí v počátečním okamžiku, když oscilátor dosahuje amplitu-du výchylky, síla o velikosti F. Určete, jaká velká síla působí na oscilátor v časech:

Test 1 Tuhost pružiny je 50 N.m-1. Prodloužení pružiny o 1m způsobí závaží s hmotností: a) m = 50 kg, b) m = 5 kg, c) m = 500 kg, d) m = 0,5 kg. 1

Test 2 Velikost síly pružnosti pružiny je přímo úměrná: a) prodloužení pružiny, b) rychlosti pohybu oscilátoru, c) okamžité výchylce, d) okamžitému zrychlení. 2

Test 3 Velikost síly způsobující harmonické kmitání oscilátoru je přímo úměrná: a) prodloužení pružiny, b) rychlosti pohybu oscilátoru, c) okamžité výchylce, d) okamžitému zrychlení. 3

Test 4 Vektor síly způsobující harmonické kmitání oscilátoru má vždy směr: a) svislý nahoru, b) svislý dolů, c) do amplitudy, d) do rovnovážné polohy. 4

Test 5 Mezi parametry mechanického oscilátoru nepatří: a) délka pružiny, b) hmotnost závaží, c) tuhost pružiny, d) frekvence kmitání. 5

Test 6 Vztah mezi frekvencí vlastních kmitů oscilátoru a jeho parametry: 6