Как поступить
в Онлайн-школу и получить аттестат?

Подробно расскажем о том, как перевестись на дистанционный формат обучения, как устроены онлайн-уроки и учебный процесс, как улучшить успеваемость и повысить мотивацию!

Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных

  • Все предметы
  • 11 класс
  • Физика
  • Колебания и волны. Механические колебания. Условия возникновения свободных колебаний. Кинематика колебательного движения

Конспект урока: Колебания и волны. Механические колебания. Условия возникновения свободных колебаний. Кинематика колебательного движения

Механические колебания и волны

Механические колебания. Условия возникновения свободных колебаний

План урока

  • Определение механических колебаний
  • Характеристики механических колебаний: период и частота
  • Свободные механические колебания

Цели урока

  • Уметь определять механические колебания
  • Знать определения и формулы физических величин: период механических колебаний и частота
  • Знать условия возникновения свободных механических колебаний

Разминка

  • Вспомните процессы и явления, окружающие вас, которые точно или приблизительно точно могут повторяться?
  • Как можно назвать такие процессы и явления?
  • Почему, если перестать раскачивать качели, они останавливаются?

Определение механических колебаний

 

Колебательные движения широко распространены в окружающем мире. В чем состоит особенность колебательного движения? Рассмотрим несколько примеров. На рисунке 1 в случае а) шарик колеблется на длиной нити. После выведения системы из положения равновесия под действием силы тяжести шарик стремиться к положению равновесия, после прохождения положения равновесия шарик не остановится, а продолжит двигаться в другую сторону. В крайней точке смещения шарик остановится и вновь ускоряясь начнет движение вправо. Если сила трения будет пренебрежимо мала, то эти движения будут повторяться. В случаях б) (кубик, прикрепленный к пружине, по гладкой поверхности совершает повторяющиеся движения) и в) (струна, выведенная из положения равновесия, движется то в одну, то в другую сторону). 

Рис. 1. Механические колебания: а) шарик, подвешенный на нити; б) кубик, прикрепленный к пружине; в) струна


Движения, которые точно или приблизительно точно повторяются через определенный промежуток времени называют механическими колебаниями .


Характеристики механических колебаний: период и частота

 

Любое явление в физике описывают физическими величинами. Для колебаний главными величинами являются период и частота.


Минимальный промежуток времени  Т , через который колебательное движение повторяется называют периодом колебаний

Период колебаний в СИ измеряют в секундах. Вычисляют по формуле:

 

T=tN,          (1)

 

где t – время, в течении которого совершались  колебания, N – число полных колебаний за это время.


Число колебаний за единицу времени называют частотой колебаний .

Частоту колебаний обозначают греческой буквой  ν . Единицу измерения частоты в СИ называют герц (Гц); 1 Гц = 1 с-1. Один герц – это частота, при которой за 1 с совершается одно полное колебание. 

Частоту вычисляют по формуле:

 

ν=Nt.        (2)


Из формул (1) и (2) легко заметить, что период и частота связаны между собой соотношением:

 ν=1Т.      (3)

 

Свободные механические колебания


Колебания в системе тел, обусловленные действием только внутренних сил, называют свободными колебаниями .


Свободные колебания возникают в системе после выведения ее из положения равновесия. При этом появляются силы (возвращающие), стремящиеся вернуть систему в положение равновесия. При малых силах трения в системе колебания под действием возвращающих сил могут продолжаться достаточно долго.

Таким образом. Чтобы в системе могли происходить свободные колебания, необходимо выполнение двух условий:

  • наличие у системы положения устойчивого равновесия;
  • силы трения должны отсутствовать.

Чтобы свободные колебания начались, необходимо вывести колебательную систему из положения равновесия. С энергетической точки зрения это означает, что системе необходимо передать начальный запас механической энергии (отклонив шарик на нити, сообщаем ему потенциальную энергию, а толкнув в положении равновесия – кинетическую). При свободных колебаниях в отсутствии сил трения полная механическая энергия сохраняется. 


Контрольные вопросы

 

1. Какие движения называют колебаниями?

2. Что называют периодом колебаний? 

3. Что называют частотой колебаний?

4. Как связаны между собой период и частота колебаний?

5. Какие колебания называют свободными? Когда они возникают?

6. Какие превращения энергии будут происходить при колебании шарика, подвешенного на нити?

7. Что произойдет с установившимися свободными колебаниями, если начнут действовать силы трения? 


Предыдущий урок
Динамика колебательного движения
Механические колебания и волны
Следующий урок
Механические и электромагнитные волны. Механические волны. Звук
Механические колебания и волны
Поделиться:
  • Молодежь в современном обществе

    Обществознание

  • Угол между касательной и хордой

    Геометрия

  • Географическая специфика Африки

    География

Зарегистрируйся, чтобы присоединиться к обсуждению урока

Добавьте свой отзыв об уроке, войдя на платфому или зарегистрировавшись.

Отзывы об уроке:
Пока никто не оставил отзыв об этом уроке