Осцилации што се случуваат под влијание на враќање на силата. Главното својство на осцилаторните системи. Брзината на звукот зависи од

Механички вибрации – ова се движења кои се повторуваат точно или приближно во редовни интервали. (на пример, замавнување на гранка на дрво, нишало на часовник, автомобил на извори итн)

Осцилациите се бесплатнои принудени.

Се нарекуваат осцилации што произлегуваат во системот под дејство на внатрешните силибесплатно... Сите бесплатни вибрации се амортизираат. (на пример: вибрации на жици, по удар)

Се нарекуваат осцилации направени од тела под дејство на надворешни периодично менувачки силипринудени (на пример: осцилација на метално работно парче кога ковач кова).

Бесплатни услови за вибрации :

Кога телото е извадено од рамнотежна положба, во системот мора да настане сила која има тенденција да го врати во рамнотежна положба;
Силите на триење во системот мора да бидат многу мали (т.е. имаат тенденција на нула).

… Е роднина → Е Р → Е роднина →…

Користејќи го примерот на вибрации на телото на конец, гледаме конверзија на енергија ... Во позиција 1, ја набудуваме рамнотежата на осцилаторниот систем. Брзината и, според тоа, кинетичката енергија на телото е максимална. Кога нишалото отстапува од положбата на рамнотежа, се крева на височина ж во однос на нивото на нула, затоа, во точката А, нишалото има потенцијална енергија Е стр ... Кога се преместувате во рамнотежна позиција, до точката О, висината се намалува на нула, а брзината на товарот се зголемува, а во точката О целата потенцијална енергија Е стр ќе се претвори во кинетичка енергија Е роднина ... Во рамнотежна положба, кинетичката енергија е на својот максимум, а потенцијалната енергија е на минимум. По поминување на рамнотежната положба по инерција, кинетичката енергија се претвора во потенцијална енергија, брзината на нишалото се намалува и максимално

Движење во кое состојбите на движење на телото се повторуваат со текот на времето, а телото поминува низ позиција на стабилна рамнотежа наизменично во спротивни насоки, се нарекува механичко осцилаторно движење.

Ако состојбите на движење на телото се повторуваат во редовни интервали, тогаш осцилациите се периодични. Физичкиот систем (тело), во кој настануваат и постојат осцилации при отстапување од рамнотежната положба, се нарекува осцилаторен систем.

Осцилаторниот процес во системот може да се случи под влијание и на надворешни и на внатрешни сили.

Осцилациите што се случуваат во системот под дејство на само внатрешни сили се нарекуваат бесплатни.

За да се појават бесплатни осцилации во системот, потребно е:

Присуство на стабилна рамнотежна позиција на системот.Така, во системот ќе се појават слободни осцилации прикажани на слика 13.1, а; во случаите б и в тие нема да настанат.
Присуство на вишок механичка енергија во материјална точка во споредба со нејзината енергија во позиција на стабилна рамнотежа. Значи, во системот (слика 13.1, а) потребно е, на пример, да се отстрани телото од рамнотежна положба: т.е. комуницираат со вишок потенцијална енергија.
Дејството на материјалната точка на силата за враќање, т.е. сила секогаш насочена кон рамнотежна позиција. Во системот прикажан на сл. 13.1, но, силата на враќање е резултат на силата на гравитацијата и силата на нормалната реакција \ (\ vec N \) на потпората.
Во идеални осцилаторни системи, нема сили на триење, а добиените осцилации можат да траат долго време. Во реални услови, осцилациите се случуваат во присуство на сили на отпор. За да настане и да продолжи осцилацијата, вишокот енергија добиена од материјалната точка кога е поместен од позицијата на стабилна рамнотежа не треба целосно да се троши за надминување на отпорот при враќање на оваа позиција.

Литература

Аксенович Л.А. Физика во средно училиште: Теорија. Задачи. Тестови: Учебник. надоместок за институции кои обезбедуваат прием на опс. средини, образование. - S. 367-368.

Општи својства на сите осцилаторни системи:

Присуство на позиција на стабилна рамнотежа.

Присуство на сила што го враќа системот во рамнотежна позиција.

Карактеристики на осцилаторни движења:

Амплитуда - најголемото (во модул) отстапување на телото од положбата на рамнотежа.

Период - временски период во кој телото прави една целосна вибрација.

Фреквенција е бројот на осцилации по единица време.

Фаза (фаза разлика)

Се нарекуваат нарушувања што се шират во вселената, се оддалечуваат од местото на нивното настанување бранови.

Неопходен услов за појава на бран е појавата во моментот на појава на нарушување на силите што го спречуваат, на пример, еластичните сили.

Видови бранови:

Надолжен - бран во кој се јавуваат осцилации по насоката на ширење на бранови

Попречно - бран во кој се јавуваат осцилации нормални на правецот на нивното ширење.

Карактеристики на бранови:

Бранова должина е растојанието помеѓу точките најблиску една до друга, осцилирајќи во истите фази.

Брзината на брановите е нумерички еднаква на растојанието што го поминува секоја точка од бранот по единица време.

Звучни бранови -тоа се надолжни еластични бранови. Човечкото уво ги перцепира вибрациите со фреквенција од 20 Hz до 20,000 Hz во форма на звук.

Изворот на звукот е тело кое вибрира со звучна фреквенција.

Приемник за звук - тело способно да ги согледа звучните вибрации.

Брзината на звукот е растојанието што го шири звучниот бран за 1 секунда.

Брзината на звукот зависи од:

Температури.

Карактеристики на звукот:

Теренот
Амплитуда
Волумен. Зависи од амплитудата на вибрациите: колку е поголема амплитудата на вибрациите, толку е погласен звукот.

Билет број 9.Модели на структура на гасови, течности и цврсти материи. Термичко движење на атоми и молекули. Брауново движење и дифузија. Интеракција на честички од материја

Молекулите на гасот, кои се движат во сите правци, речиси не се привлекуваат еден кон друг и го полнат целиот сад. Во гасовите, растојанието помеѓу молекулите е многу поголемо од големината на самите молекули. Бидејќи, во просек, растојанијата помеѓу молекулите се десетици пати поголеми од големината на молекулите, тие се слабо привлечени еден кон друг. Затоа, гасовите немаат своја форма и постојан волумен.

Молекулите на течноста не се растураат на долги растојанија, а течноста во нормални услови го задржува својот волумен. Течните молекули се наоѓаат блиску еден до друг. Растојанието помеѓу секои две молекули е помало од големината на молекулите, па привлечноста меѓу нив станува значајна.

Во цврсти материи, привлечноста помеѓу молекулите (атомите) е уште поголема од онаа на течностите. Затоа, во нормални услови, цврстите материи ја задржуваат својата форма и волумен. Во цврсти материи, молекулите (атомите) се наредени по одреден редослед. Тоа се мраз, сол, метали итн. Таквите тела се нарекуваат кристали.Молекулите или атомите на цврсти материи вибрираат околу одредена точка и не можат да патуваат далеку од неа. Затоа, цврстото тело го задржува не само својот волумен, туку и формата.

Затоа што нејзиниот t е поврзан со брзината на движење на молекулите, тогаш хаотичното движење на молекулите што ги сочинуваат телата се нарекува термичко движење... Термичкото движење се разликува од механичкото во тоа што многу молекули учествуваат во него и секоја се движи по случаен избор.

Брауново движење - Ова е случајно движење на мали честички суспендирани во течност или гас, што се случува под влијание на молекулите на животната средина. Откриен и првпат истражен во 1827 година од англискиот ботаничар Р. Браун како движењето на полен во вода, видливо со големо зголемување. Брауново движење не запира.

Феноменот во кој постои меѓусебна пенетрација на молекули на една супстанција помеѓу молекулите на друга се нарекува дифузија.

Меѓу молекулите на супстанцијата постои взаемна привлечност. Во исто време, постои одбивност помеѓу молекулите на супстанцијата.

На растојанија споредливи со големината на самите молекули, привлечноста е позабележителна, а со понатамошен пристап, одбивност.

Билет 10. Термичка рамнотежа. Температура. Мерење на температурата. Однос помеѓу температурата и брзината на хаотично движење на честичките

Два системи се во состојба на термичка рамнотежа ако, при контакт преку дијатермичка преграда, параметрите на состојбата на двата системи не се променат. Дијатермичката преграда воопшто не ја попречува термичката интеракција на системите. Со термички контакт, двата система доаѓаат во состојба на топлинска рамнотежа.

Температурата е физичка величина која грубо ја карактеризира просечната кинетичка енергија на честичките од макроскопскиот систем во состојба на термодинамичка рамнотежа по степен на слобода.

Температурата е физичка количина што го карактеризира степенот на загревање на телото.

Температурата се мери со помош на термометри. Главните мерни единици за температура се Целзиусови, Фаренхајтови и Келвински.

Термометар - уред кој се користи за мерење на температурата на одредено тело со споредување со референтни вредности, конвенционално избран како референтни точки и овозможувајќи ви да ја поставите скалата за мерење. Во овој случај, различни термометри користат различни односи помеѓу температурата и некои својства на уредот што може да се забележат, што може да се смета за линеарно зависна од температурата.

Со зголемувањето на температурата, просечната брзина на честичките се зголемува.

Со намалување на температурата, просечната брзина на честичките се намалува.

Билет број 11.Внатрешна енергија. Работа и пренос на топлина како начини за промена на внатрешната енергија на телото. Законот за зачувување на енергија во термички процеси

Се нарекува енергија на движење и интеракција на честичките што го сочинуваат телото внатрешна енергија на телото.

Внатрешната енергија на телото не зависи ниту од механичкото движење на телото, ниту од положбата на ова тело во однос на другите тела.

Внатрешната енергија на телото може да се промени на два начина: со изведување механичка работа или со пренос на топлина.

пренос на топлина.

Со зголемувањето на температурата, внатрешната енергија на телото се зголемува. Со намалување на температурата, внатрешната енергија на телото се намалува. Внатрешната енергија на телото се зголемува кога работите на него.

Механичката и внатрешната енергија можат да се пренесат од едно на друго тело.

Овој заклучок важи за сите термички процеси. Со пренос на топлина, на пример, повеќе загреано тело дава енергија, а помалку загреано тело добива енергија.

Кога енергијата се пренесува од едно тело во друго или кога еден вид енергија се претвора во друга енергија опстојува .

Ако се случи размена на топлина помеѓу телата, тогаш внатрешната енергија на сите грејни тела се зголемува исто колку што се намалува внатрешната енергија на телата за ладење.

Билет12. Видови на пренос на топлина: топлинска спроводливост, конвекција, зрачење. Примери за пренос на топлина во природата и технологијата

Процесот на промена на внатрешната енергија без да се работи на телото или самото тело се нарекува пренос на топлина.

Се нарекува пренос на енергија од повеќе загреани делови од телото на помалку загреани како резултат на термичко движење и интеракција на честичките топлинска спроводливост.

Кај конвекцијаенергијата ја носат самите млазници на гас или течност.

Радијација -процесот на пренос на топлина со зрачење.

Преносот на енергија со зрачење се разликува од другите видови на пренос на топлина по тоа што може да се изврши во целосен вакуум.

Примери за пренос на топлина во природа и технологија:

Ветровите.Сите ветрови во атмосферата се струење на конвекција во огромни размери.

Конвекцијата објаснува, на пример, ветрови и ветрови што се случуваат на бреговите на морињата. Во летните денови, земјата се загрева од сонцето побрзо од водата, затоа воздухот над земјата се загрева повеќе отколку над водата, неговата густина се намалува и притисокот станува помал од притисокот на постудениот воздух над морето. Како резултат на тоа, како и во садовите за комуникација, студениот воздух се движи надолу од морето до брегот - дува ветер. Ова е дневен ветер. Ноќе, водата се лади побавно од копното, а воздухот станува постуден над копното отколку над водата. Се формира ноќен ветер - движење на студениот воздух од копно до море.

Влечење.Знаеме дека согорувањето на горивото е невозможно без свеж воздух. Ако воздухот не влезе во ложиштето, шпоретот, самоварската цевка, горивото ќе престане да гори. Обично тие користат природен проток на воздух - нацрт. За да се создаде влечење над печката, на пример, во котли на фабрики, постројки, електрани, се инсталира цевка. Кога горивото гори, воздухот во него се загрева. Ова значи дека притисокот на воздухот во ложиштето и цевката станува помал од притисокот на надворешниот воздух. Поради разликата во притисокот, ладниот воздух влегува во ложиштето, а топол воздух се крева - се формира нацрт.

Колку е повисок оџакот изграден над ложиштето, толку е поголема разликата во притисокот помеѓу надворешниот воздух и воздухот во оџакот. Затоа, потисокот се зголемува со зголемување на висината на цевката.

Греење и ладење на живеалишта. Resителите на земјите лоцирани во умерените и студените зони на Земјата се принудени да ги загреваат своите домови. Во земјите лоцирани во тропските и суптропските зони, температурата на воздухот дури и во јануари достигнува + 20 и +30 o C. Тука се користат уреди што го ладат воздухот во просториите. И греењето и ладењето на воздухот во затворен простор се засноваат на конвекција.

Препорачливо е да ги поставите уредите за ладење на врвот, поблиску до таванот, за да се одвива природна конвекција. На крајот на краиштата, студениот воздух има поголема густина од топлиот воздух, и затоа ќе се спушти.

Уредите за греење се наоѓаат на дното. Многу модерни големи куќи се опремени со греење со топла вода. Циркулацијата на водата во неа и загревањето на воздухот во просторијата се јавува поради конвекција.

Ако инсталацијата за греење на зградата се наоѓа во неа, тогаш во подрумот е инсталиран котел, во кој се загрева водата. Топла вода се крева по вертикална цевка од котелот во резервоар, кој обично се поставува на таванот од куќа. Од резервоарот се изведува систем на дистрибутивни цевки, преку кој водата поминува во радијатори инсталирани на сите катови, им ја дава својата топлина и се враќа во котелот, каде што повторно се загрева. Ова е природна циркулација на вода - конвекција.

Осцилаторно движење + §25, 26, вежба 23.

Флуктуации се многу чест тип на движење.Веројатно сте виделе осцилаторни движења барем еднаш во животот во занишан нишало на часовник или гранки на дрвја на ветрот. Шансите се, барем еднаш сте ги повлекле жиците од гитарата и сте виделе како вибрираат. Очигледно, дури и ако не сте виделе со свои очи, барем можете да замислите како се движи игла во машина за шиење или клип во мотор.

Во сите овие случаи, имаме некакво тело кое периодично изведува повторувачки движења. Токму овие движења се нарекуваат во физиката осцилации или осцилаторни движења. Осцилациите се случуваат во нашиот живот многу, многу често.

Звук- ова се флуктуации во густината и притисокот на воздухот, радио бранови- периодични промени во јачината на електричното и магнетното поле, видлива светлина- исто така електромагнетни осцилации, само со малку различна бранова должина и фреквенција.
Земјотреси- вибрации на почвата, наплив и проток- промена на нивото на морињата и океаните предизвикани од привлечноста на Месечината и достигнување на 18 метри во некои области, чукање на срцето- периодични контракции на човечкиот срцев мускул, итн.
Промената на будност и спиење, работа и одмор, зима и лето ... Дури и нашето секојдневно одење на работа и враќање дома потпаѓа под дефиницијата на флуктуации, кои се толкуваат како процеси кои се повторуваат точно или приближно во редовни интервали.

Осцилациите се механички, електромагнетни, хемиски, термодинамички и разни други.И покрај таквата разновидност, сите тие имаат многу заедничко и затоа се опишани со исти равенки.

Главната општа карактеристика на периодично повторувачките движења е тоа што овие движења се повторуваат во редовни интервали, наречени период на осцилација.

Ајде да резимираме:механички вибрации - ова се движења на телото што се повторуваат точно или приближно во редовни интервали.

Посебна гранка на физиката - теоријата на осцилации - се занимава со проучување на законите на овие појави. Неопходно е да ги знаете за бродоградители и градители на авиони, специјалисти за индустрија и транспорт, креатори на радиотехника и акустична опрема.

Во процесот на правење вибрации, телото постојано се стреми кон позиција на рамнотежа. Осцилациите се јавуваат поради фактот што некој или нешто го отфрлило ова тело од рамнотежна положба, со што на телото му се дава енергија, што ги одредува неговите понатамошни осцилации.

Вибрациите што се јавуваат само поради оваа оригинална енергија се нарекуваат слободни вибрации. Ова значи дека не им е потребна постојана помош однадвор за да го одржат осцилаторното движење.

Повеќето флуктуации во реалноста на животот се случуваат со постепено пригушување поради силите на триење, отпорот на воздухот и така натаму. Затоа, таквите осцилации честопати се нарекуваат слободни осцилации, чија постепена амортизација може да се занемари за време на периодот на набудување.

Во овој случај, сите тела поврзани и директно учествуваат во вибрациите се нарекуваат колективно осцилаторен систем. Општо земено, обично се вели дека осцилаторниот систем е систем во кој може да постојат осцилации.

Особено, ако слободно суспендирано тело вибрира на конец, тогаш самото тело, суспензијата, ќе влезе во осцилаторниот систем, потоа на кој се прицврстени суспензијата и Земјата со својата привлечност, што го прави телото да вибрира, постојано враќајќи го до состојба на одмор.

Таквото тело е нишало. Во физиката се разликуваат неколку видови нишалки: конец, пролет и некои други. Сите системи во кои осцилирачкото тело или неговата суспензија може конвенционално да се претстават како конец се навојни системи. Ако оваа топка се помести подалеку од рамнотежната позиција и се ослободи, тогаш ќе започне двоумете се, односно да изведува повторувачки движења, периодично минувајќи низ рамнотежната положба.

Па, пролетните нишалки, како што може да претпоставите, се состојат од тело и одредена пролет што може да вибрира под влијание на еластичната сила на пролетта.

Главниот модел за набудување на осцилациите е таканареченото математичко нишало. Математичко нишалонаречено тело со мала големина (во споредба со должината на конецот), суспендирано на тенка нераскинлива нишка, чија маса е занемарлива во споредба со масата тело.Едноставно кажано, во нашето расудување воопшто не ја земаме предвид нишката на нишалото.

Какви својства треба да имаат телата за да можеме безбедно да кажеме дека тие претставуваат осцилаторен систем, и можеме да го опишеме теоретски и математички.

Па, размислете сами како се случува осцилаторното движење за нишало со конец.