MECHANICKÉ KMITÁNÍ 02. Kmitavý pohyb Mgr. Marie Šiková KMITAVÉ A VLNOVÉ JEVY

Anotace Materiál rozkrývá základní charakteristiky kmitavého pohybu tělesa, jako je perioda jeho pohybu nebo jeho frekvence. Musí být doplněn výkladem učitele, ale umožňuje použití také pro samostatnou práci. Je možné jej poskytnou nepřítomným žákům. Autor Konzultant pro PC grafiku Mgr. Marie Šiková RNDr. Jan Hrdý, Ph.D. JazykČeština Očekávaný výstup 26–41-M/01 Elektrotechnika M/01 Strojírenství Speciální vzdělávací potřeby- žádné - Klíčová slova Rovnovážná poloha, kmitavý pohyb, perioda a frekvence kmitavého pohybu. Druh učebního materiáluPrezentace Druh interaktivityKombinované Cílová skupinaŽák Stupeň a typ vzděláváníodborné vzdělávání Typická věková skupina let Vazby na ostatní materiályKVJ (kmitavé a vlnové jevy)

02. Kmitavý pohyb (mech. kmitání) Na první pohled vidíme, že rychlost tělesa, které koná kmitavý pohyb, není konstantní – mění se jednak její velikost (nejrychleji se těleso pohybuje při průchodu rovnovážnou polohou a naopak v obou krajních polohách klesá velikost rychlosti tělesa na nulu) a také se mění i její směr (a to v obou krajních polohách). Z toho jasně vyplývá, že kmitavý pohyb tělesa je pohyb nerovnoměrný. Je samozřejmé, že těleso konající periodický kmitavý pohyb, se po uplynutí určité doby vrátí do stejné polohy. Tuto neustále periodicky se opakující část kmitavého pohybu nazýváme jeden kmit. Obvykle bereme jako počátek kmitu tělesa právě průchod tělesa touto rovnovážnou polohou.

Doba, kterou těleso potřebuje k vykonání jednoho kmitu, se nazývá perioda (T) nebo rovněž doba kmitu (T). Měříme ji v sekundách nebo také v jejich dílech a násobcích: (mezerník): Jednotka frekvence 1 hertz byla pojmenována podle německého fyzika Heindricha Hertze (1857 – 1894). V praxi se obvykle používá především násobků této jednotky (mezerník):

Další důležitou veličinou charakterizující periodický kmitavý pohyb je frekvence (f) nebo-li také kmitočet (f) tohoto pohybu. Tato veličina udává, kolik periodických kmitů proběhne za jednu sekundu (tj. kolik periodických kmitů vykoná periodicky kmitající těleso za 1 sekundu). (mezerník):

Souvislost mezi periodou T (dobou kmitu T) a frekvencí f (kmitočtem f) udává následující fyzikální vztah (včetně odvození jednotky): 2 x (mezerník):

Úloha 1 (KVJ-02.1) Jaká je perioda a frekvence kmitavého pohybu tělesa zavěšeného na pružině, které koná periodické kmity, jestliže vykonalo za 12 sekund celkem 15 kmitů? (mezerník):

Úloha 2 (KVJ-02.2) Lidské srdce vykoná v klidu v průměru 60 tepů za minutu u trénovaného sportovce, u běžného smrtelníka až 80 tepů za minutu. Vypočítejte odpovídající periodu srdeční činnosti. 2 x (mezerník):

Úloha 3 (KVJ-02.3) Vypočítejte odpovídající frekvence srdeční činnosti podle zadání v předcházející úloze. 2 x (mezerník):

Literatura MECHLOVÁ, Erika a Karel KOŠŤÁL. Výkladový slovník fyziky pro základní vysokoškolský kurz. 1. vyd. Praha: Prometheus, ISBN SVOBODA, Emanuel a kol. Přehled středoškolské fyziky. 4. uprav. vyd. Praha: Prometheus, 2006, 531 s. ISBN LEPIL, Oldřich, Milan BEDNAŘÍK a Radmila HÝBLOVÁ. Fyzika pro střední školy II. 3. vyd. Praha: Prometheus, ISBN LEPIL, Oldřich. Fyzika pro gymnázia: Mechanické kmitání a vlnění. 3. vyd. Praha: Prometheus, ISBN LEPIL, Oldřich. Malý lexikon fyziky. 1. vyd. Praha: Prometheus, ISBN