Geri getirme kuvvetinin etkisi altında meydana gelen salınımlar. Salınım sistemlerinin ana özelliği. Sesin hızı şunlara bağlıdır:
mekanik titreşimler – bunlar düzenli aralıklarla tam veya yaklaşık olarak tekrar eden hareketlerdir. (Örneğin, ağaçta bir dalın sallanması, bir saatin sarkaç, yaylar üzerinde bir araba vb.)
salınımlar Bedava ve zoraki.
İç kuvvetlerin etkisi altında sistemde ortaya çıkan salınımlara denir.Bedava... Tüm serbest titreşimler sönümlenir. (Örneğin: darbeden sonra tel titreşimi)
Periyodik olarak değişen dış kuvvetlerin etkisi altındaki cisimler tarafından yapılan salınımlara denir.zoraki (Örneğin: bir demirci döverken metal iş parçasının salınımı).
Serbest titreşim koşulları :
- Cisim denge konumundan çıkarıldığında, sistemde onu denge konumuna geri döndürme eğiliminde olan bir kuvvet ortaya çıkmalıdır;
- Sistemdeki sürtünme kuvvetleri çok küçük (yani sıfıra eğilimli) olmalıdır.
… E akraba → E r → E akraba →…
Bir iplik üzerindeki vücut titreşimleri örneğini kullanarak, görüyoruz. enerji dönüşümü ... 1. pozisyonda, salınım sisteminin dengesini gözlemliyoruz. Vücudun hızı ve dolayısıyla kinetik enerjisi maksimumdur. Sarkaç denge konumundan saptığında, bir yüksekliğe yükselir. H sıfır seviyesine göre, bu nedenle, A noktasında, sarkaç potansiyel enerjiye sahiptir. E p ... Denge konumuna hareket ederken, O noktasına, yükseklik sıfıra düşer ve yükün hızı artar ve O noktasında tüm potansiyel enerji E p kinetik enerjiye dönüşecek akraba ... Denge konumunda kinetik enerji maksimum, potansiyel enerji minimumdur. Eylemsizlikle denge konumunu geçtikten sonra kinetik enerji potansiyel enerjiye dönüşür, sarkacın hızı azalır ve maksimumda
Vücudun hareket durumlarının zaman içinde tekrarlandığı ve cismin sabit bir denge konumundan zıt yönlerde dönüşümlü olarak geçtiği bir harekete mekanik salınım hareketi denir.
Vücudun hareket durumları düzenli aralıklarla tekrarlanırsa, salınımlar periyodiktir. Denge konumundan saparken salınımların ortaya çıktığı ve var olduğu fiziksel sisteme (vücut) salınım sistemi denir.
Sistemdeki salınım süreci hem dış hem de iç kuvvetlerin etkisi altında gerçekleşebilir.
Sistemde sadece iç kuvvetlerin etkisi altında meydana gelen salınımlara serbest denir.
Sistemde serbest salınımların ortaya çıkması için gereklidir:
- Sistemin kararlı bir denge konumunun bulunması Şekil 13.1'de gösterilen sistemde serbest salınımlar oluşacaktır, a; b ve c durumlarında ortaya çıkmazlar.
- Kararlı bir denge konumunda enerjisine kıyasla bir malzeme noktasında fazla mekanik enerjinin varlığı. Bu nedenle, sistemde (Şekil 13.1, a) örneğin gövdeyi denge konumundan çıkarmak gerekir: yani. potansiyel enerjinin fazlasını iletir.
- Geri yükleme kuvvetinin maddi noktasındaki eylem, yani. kuvvet her zaman denge konumuna yönlendirilir. Şekilde gösterilen sistemde 13.1, ancak, geri yükleme kuvveti, bileşke yerçekimi kuvveti ve desteğin normal reaksiyonunun \ (\ vec N \) kuvvetidir.
- İdeal salınımlı sistemlerde sürtünme kuvveti yoktur ve ortaya çıkan salınımlar uzun süre devam edebilir. Gerçek koşullarda, direnç kuvvetlerinin varlığında salınımlar meydana gelir. Salınımın ortaya çıkması ve devam etmesi için, madde noktasının kararlı denge konumundan çıkarken aldığı fazla enerji, bu konuma geri dönerken direncin üstesinden gelmek için tamamen harcanmamalıdır.
Edebiyat
Aksenovich L.A. Lisede Fizik: Teori. Görevler. Testler: Ders kitabı. obs alınmasını sağlayan kurumlar için ödenek. ortamlar, eğitim. - S. 367-368.
Tüm salınımlı sistemlerin genel özellikleri:
Kararlı bir denge pozisyonunun varlığı.
Sistemi denge konumuna döndüren bir kuvvetin varlığı.
Salınım hareketi özellikleri:
Genlik - vücudun denge konumundan en büyük (modül cinsinden) sapması.
Periyot - vücudun bir tam titreşim yaptığı süre.
Frekans, birim zamandaki salınım sayısıdır.
Faz (faz farkı)
Uzayda yayılan, meydana geldiği yerden uzaklaşan rahatsızlıklara denir. dalgalar.
Bir dalganın ortaya çıkması için gerekli bir koşul, örneğin elastik kuvvetler gibi onu engelleyen bir kuvvet bozukluğunun ortaya çıktığı anda ortaya çıkmasıdır.
Dalga türleri:
Boyuna - dalga yayılma yönü boyunca salınımların meydana geldiği bir dalga
Enine - salınımların yayılma yönüne dik olarak meydana geldiği bir dalga.
Dalga özellikleri:
Dalga boyu, aynı fazlarda salınan birbirine en yakın noktalar arasındaki mesafedir.
Dalga hızı, dalganın herhangi bir noktasının birim zamanda kat ettiği mesafeye sayısal olarak eşit bir değerdir.
Ses dalgaları - bunlar boyuna elastik dalgalardır. İnsan kulağı, 20 Hz ile 20.000 Hz arasındaki frekanstaki titreşimleri ses şeklinde algılar.
Sesin kaynağı, ses frekansında titreşen bir cisimdir.
Ses alıcısı - ses titreşimlerini algılayabilen bir gövde.
Ses hızı, bir ses dalgasının 1 saniyede yaydığı mesafedir.
Sesin hızı şunlara bağlıdır:
Sıcaklıklar.
Ses özellikleri:
Saha
Genlik
Ses. Titreşim genliğine bağlıdır: Titreşim genliği ne kadar büyükse, ses de o kadar yüksek olur.
Bilet numarası 9. Gazların, sıvıların ve katıların yapı modelleri. Atomların ve moleküllerin termal hareketi. Brown hareketi ve difüzyon. Madde parçacıklarının etkileşimi
Her yöne hareket eden gaz molekülleri neredeyse birbirini çekmez ve tüm kabı doldurur. Gazlarda, moleküller arasındaki mesafe, moleküllerin kendi boyutlarından çok daha büyüktür. Ortalama olarak, moleküller arasındaki mesafeler moleküllerin boyutlarından onlarca kat daha büyük olduğundan, birbirlerine zayıf bir şekilde çekilirler. Bu nedenle gazların kendi formları ve sabit hacimleri yoktur.
Sıvının molekülleri uzun mesafelere dağılmaz ve normal koşullar altında sıvı hacmini korur. Sıvı moleküller birbirine yakın yerleştirilmiştir. Her iki molekül arasındaki mesafe, moleküllerin boyutundan daha azdır, bu nedenle aralarındaki çekim önemli hale gelir.
Katılarda moleküller (atomlar) arasındaki çekim sıvılardan bile daha fazladır. Bu nedenle, normal koşullar altında katılar şekillerini ve hacimlerini korurlar. Katılarda moleküller (atomlar) belirli bir sıraya göre dizilmiştir. Bunlar buz, tuz, metaller vb. Bu tür cisimlere denir. kristaller. Moleküller veya katı atomları belirli bir nokta etrafında titreşir ve bu noktadan uzağa gidemez. Bu nedenle katı bir cisim yalnızca hacmini değil, şeklini de korur.
Çünkü t'si moleküllerin hareket hızı ile ilişkilidir, o zaman cisimleri oluşturan moleküllerin kaotik hareketine denir. termal hareket... Termal hareket mekanik hareketten farklıdır, çünkü ona birçok molekül katılır ve her biri rastgele hareket eder.
Brown hareketi - Bu, çevresel moleküllerin etkisi altında meydana gelen, bir sıvı veya gaz içinde asılı duran küçük parçacıkların rastgele hareketidir. 1827'de İngiliz botanikçi R. Brown tarafından keşfedildi ve keşfedildi. Polenin sudaki hareketi gibi, yüksek büyütmede görülebilir. Brownian hareketi durmaz.
Bir maddenin moleküllerinin diğerinin molekülleri arasında karşılıklı penetrasyonunun olduğu olguya denir. yayılma.
Bir maddenin molekülleri arasında karşılıklı çekim vardır. Aynı zamanda, bir maddenin molekülleri arasında bir itme vardır.
Moleküllerin boyutlarıyla karşılaştırılabilir mesafelerde, çekim daha belirgindir ve daha fazla yaklaşımla itme.
Bilet№ 10. Termal denge. Sıcaklık. Sıcaklık ölçümü. Sıcaklık ve parçacıkların kaotik hareket hızı arasındaki ilişki
Diyatermik bir bölme yoluyla temas üzerine, her iki sistemin durum parametreleri değişmiyorsa, iki sistem bir termal denge durumundadır. Diyatermik bölme, sistemlerin termal etkileşimine hiçbir şekilde müdahale etmez. Termal temasla, iki sistem bir termal denge durumuna gelir.
Sıcaklık, serbestlik derecesi başına termodinamik denge durumunda makroskopik bir sistemin parçacıklarının ortalama kinetik enerjisini kabaca karakterize eden fiziksel bir niceliktir.
Sıcaklık, vücudun ısınma derecesini karakterize eden fiziksel bir niceliktir.
Sıcaklık termometreler kullanılarak ölçülür. Sıcaklık için ana ölçü birimleri Celsius, Fahrenheit ve Kelvin'dir.
Termometre - belirli bir cismin sıcaklığını, geleneksel olarak referans noktaları olarak seçilen ve ölçüm ölçeğini ayarlamanıza izin veren referans değerlerle karşılaştırarak ölçmek için kullanılan bir cihaz. Bu durumda, farklı termometreler, sıcaklık ile doğrusal olarak sıcaklığa bağlı olarak kabul edilebilecek, cihazın bazı gözlemlenebilir özellikleri arasında farklı ilişkiler kullanır.
Sıcaklık arttıkça ortalama parçacık hızı artar.
Sıcaklık azaldıkça, ortalama parçacık hızı azalır.
Bilet numarası 11.İçsel enerji. Vücudun iç enerjisini değiştirmenin yolları olarak iş ve ısı transferi. Termal işlemlerde enerjinin korunumu yasası
Vücudu oluşturan parçacıkların hareket ve etkileşim enerjisine denir. vücudun iç enerjisi.
Bir cismin iç enerjisi, cismin mekanik hareketine veya bu cismin diğer cisimlere göre konumuna bağlı değildir.
Vücudun iç enerjisi iki şekilde değiştirilebilir: mekanik iş yaparak veya ısı transferi ile.
ısı transferi.
Sıcaklık arttıkça vücudun iç enerjisi artar. Sıcaklık düşüşü ile vücudun iç enerjisi azalır. Üzerinde çalışma yapıldığında vücudun iç enerjisi artar.
Mekanik ve iç enerji bir vücuttan diğerine aktarılabilir.
Bu sonuç tüm ısıl işlemler için geçerlidir. Örneğin ısı transferi ile daha fazla ısınan bir vücut enerji verir ve daha az ısıtılan bir vücut enerji alır.
Enerji bir vücuttan diğerine aktarıldığında veya bir tür enerji başka bir enerjiye dönüştürüldüğünde devam eder .
Gövdeler arasında ısı alışverişi meydana gelirse, tüm ısıtıcı gövdelerin iç enerjisi, soğutma gövdelerinin iç enerjisi azaldıkça artar.
Bilet№ 12. Isı transferi türleri: termal iletkenlik, konveksiyon, radyasyon. Doğada ve teknolojide ısı transferi örnekleri
Vücut veya vücudun kendisi üzerinde iş yapmadan iç enerjiyi değiştirme sürecine denir. ısı transferi.
Parçacıkların ısıl hareketi ve etkileşimi sonucunda vücudun daha çok ısınan kısımlarından daha az ısınan kısımlara enerji aktarımına denir. termal iletkenlik.
NS konveksiyon enerji, gaz veya sıvı jetleri tarafından taşınır.
radyasyon -ısıyı radyasyon yoluyla aktarma işlemi.
Radyasyonla enerji aktarımı, tam bir vakumda gerçekleştirilebilmesi nedeniyle diğer ısı aktarımı türlerinden farklıdır.
Doğada ve teknolojide ısı transferine örnekler:
Rüzgarlar. Atmosferdeki tüm rüzgarlar büyük ölçekte konveksiyon akımlarıdır.
Konveksiyon, örneğin denizlerin kıyılarında meydana gelen rüzgarları ve esintileri açıklar. Yaz günlerinde kara, güneş tarafından sudan daha hızlı ısınır, bu nedenle kara üzerindeki hava suya göre daha fazla ısınır, yoğunluğu azalır ve basınç, daha soğuk havanın deniz üzerindeki basıncından daha az olur. Sonuç olarak, iletişim gemilerinde olduğu gibi, soğuk hava denizden kıyıya doğru hareket eder - rüzgar eser. Bu gündüz esintisi. Geceleri su karadan daha yavaş soğur ve hava karada suya göre daha soğuk olur. Bir gece esintisi oluşur - soğuk havanın karadan denize hareketi.
Çekiş. Temiz hava olmadan yakıtın yanmasının imkansız olduğunu biliyoruz. Şömineye, sobaya, semaver borusuna hava girmezse, yakıt yanmayı durduracaktır. Genellikle doğal bir hava akışı kullanırlar - taslak. Fırının üzerinde çekiş oluşturmak için, örneğin fabrikaların, tesislerin, enerji santrallerinin kazan tesislerinde bir boru kurulur. Yakıt yandığında içindeki hava ısınır. Bu, ocak ve borudaki havanın basıncının, dışarıdaki havanın basıncından daha az olduğu anlamına gelir. Basınç farkı nedeniyle, ateş kutusuna soğuk hava girer ve sıcak hava yükselir - bir taslak oluşur.
Şöminenin üzerine inşa edilen baca ne kadar yüksek olursa, dışarıdaki hava ile bacadaki hava arasındaki basınç farkı o kadar büyük olur. Bu nedenle, artan boru yüksekliği ile itme artar.
Yaşam alanlarının ısıtılması ve soğutulması. Dünyanın ılıman ve soğuk bölgelerinde bulunan ülkelerin sakinleri evlerini ısıtmak zorunda kalıyor. Tropikal ve subtropikal bölgelerde bulunan ülkelerde, Ocak ayında bile hava sıcaklığı +20 ve +30 o C'ye ulaşır. Burada odalardaki havayı soğutan cihazlar kullanılır. İç ortam havasının hem ısıtılması hem de soğutulması konveksiyona dayalıdır.
Doğal konveksiyonun gerçekleşmesi için soğutma cihazlarının tavana daha yakın bir yere yerleştirilmesi tavsiye edilir. Sonuçta, soğuk hava sıcak havadan daha yoğundur ve bu nedenle aşağı inecektir.
Isıtma cihazları altta bulunur. Birçok modern büyük ev, sıcak su ısıtması ile donatılmıştır. İçindeki suyun sirkülasyonu ve odadaki havanın ısınması konveksiyon nedeniyle gerçekleşir.
Binayı ısıtmak için tesisat içindeyse, bodrum katına suyun ısıtıldığı bir kazan monte edilir. Sıcak su, dikey bir boru boyunca, kazandan, genellikle bir evin çatı katına yerleştirilen bir tanka yükselir. Suyun tüm katlara monte edilmiş radyatörlere geçtiği tanktan bir dağıtım boru sistemi gerçekleştirilir, onlara ısısını verir ve tekrar ısıtıldığı kazana geri döner. Bu, suyun doğal dolaşımıdır - konveksiyon.
Salınım hareketi + §25, 26, Alıştırma 23.dalgalanmalar çok yaygın bir hareket türüdür. Muhtemelen hayatınızda en az bir kez rüzgarda sallanan bir saat sarkaçında veya ağaç dallarında salınım hareketleri görmüşsünüzdür. Muhtemelen, gitarınızın tellerini en az bir kez çekmiş ve titreştiğini görmüşsünüzdür. Açıkçası, kendi gözlerinizle görmemiş olsanız bile, en azından bir dikiş makinesinde bir iğnenin veya bir motorda bir pistonun nasıl hareket ettiğini hayal edebilirsiniz.
Tüm bu durumlarda, periyodik olarak tekrarlayan hareketler yapan bir tür bedenimiz var. Fizikte salınımlar veya salınım hareketleri olarak adlandırılan tam olarak bu hareketlerdir. Salınımlar hayatımızda çok, çok sık meydana gelir.
Ses- bunlar havanın yoğunluğu ve basıncındaki dalgalanmalardır,
Radyo dalgaları- elektrik ve manyetik alanların kuvvetlerinde periyodik değişiklikler,
görülebilir ışık- ayrıca elektromanyetik salınımlar, sadece biraz farklı dalga boyu ve frekans ile.
depremler- toprak titreşimleri,
gelgit- Ayın çekimi nedeniyle denizlerin ve okyanusların seviyesinin değişmesi ve bazı bölgelerde 18 metreye ulaşması,
kalp atışı- insan kalp kasının periyodik kasılmaları vb.
Uyanıklık ve uyku, iş ve dinlenme, kış ve yaz değişimi... Günlük olarak işe gidişimiz ve eve dönüşümüz bile, tam veya yaklaşık olarak düzenli aralıklarla tekrarlanan süreçler olarak yorumlanan dalgalanma tanımına girer.
Salınımlar mekanik, elektromanyetik, kimyasal, termodinamik ve diğerleridir. Böyle bir çeşitliliğe rağmen, hepsinin ortak noktası çoktur ve bu nedenle aynı denklemlerle tanımlanır.
Periyodik olarak tekrarlanan hareketlerin temel genel özelliği, bu hareketlerin salınım periyodu adı verilen düzenli aralıklarla tekrarlanmasıdır.
Özetleyelim:mekanik titreşimler - bunlar düzenli aralıklarla tam veya yaklaşık olarak tekrar eden vücut hareketleridir.
Fiziğin özel bir dalı - salınımlar teorisi - bu fenomenlerin yasalarının incelenmesiyle ilgilenir. Gemi yapımcıları ve uçak yapımcıları, endüstri ve ulaşım uzmanları, radyo mühendisliği ve akustik ekipman yaratıcıları için bunları bilmek gerekir.
Titreşim yapma sürecinde, vücut sürekli olarak bir denge pozisyonuna ulaşmaya çalışır. Salınımlar, birisinin veya bir şeyin bu bedeni denge konumundan reddetmesi ve böylece vücuda daha sonraki salınımlarını belirleyen enerji vermesi nedeniyle ortaya çıkar.
Sadece bu orijinal enerji nedeniyle oluşan titreşimlere serbest titreşimler denir. Bu, salınım hareketini sürdürmek için dışarıdan sürekli yardıma ihtiyaç duymadıkları anlamına gelir. 
Hayatın gerçeğindeki dalgalanmaların çoğu, sürtünme kuvvetleri, hava direnci vb. nedeniyle kademeli sönümleme ile meydana gelir. Bu nedenle, bu tür salınımlara genellikle serbest salınımlar denir ve gözlem süresi boyunca kademeli olarak sönümlenmesi ihmal edilebilir.
Bu durumda, birbirine bağlı ve doğrudan titreşimlere katılan tüm cisimler topluca bir salınım sistemi olarak adlandırılır. Genel olarak, bir salınım sisteminin, salınımların var olabileceği bir sistem olduğu söylenir.
Özellikle, serbestçe asılı bir cisim bir iplik üzerinde titreşirse, o zaman vücudun kendisi, süspansiyon, salınım sistemine girecek, daha sonra süspansiyonun ve çekiciliği ile Dünya'nın bağlı olduğu, vücudun titreşmesini sağlayan, sürekli olarak geri dönen salınım sistemine girecektir. dinlenme durumuna. 
Böyle bir vücut bir sarkaçtır. Fizikte, birkaç sarkaç türü ayırt edilir: iplik, yay ve diğerleri. Salınımlı bir gövdenin veya bunun süspansiyonunun geleneksel olarak bir dişli olarak temsil edilebildiği tüm sistemler dişli sistemlerdir. Bu top denge konumundan uzaklaştırılır ve serbest bırakılırsa, top başlayacaktır. tereddüt etmek yani periyodik olarak denge konumundan geçerek tekrarlayan hareketler yapmak.
Pekala, yaylı sarkaçlar, tahmin edebileceğiniz gibi, bir gövdeden ve yayın elastik kuvvetinin etkisi altında titreyebilen belirli bir yaydan oluşur.
Salınımları gözlemlemek için ana model, sözde matematiksel sarkaçtır. Matematiksel bir sarkaç Kütlesi kütleye kıyasla ihmal edilebilir olan, ince, uzamaz bir iplik üzerinde asılı duran küçük boyutlu bir gövde (ipliğin uzunluğuna kıyasla) olarak adlandırılır. vücut. Basitçe söylemek gerekirse, akıl yürütmemizde sarkacın ipliğini hiç hesaba katmıyoruz.
Bir salınım sistemi oluşturduklarını güvenle söyleyebilmemiz, teorik ve matematiksel olarak tanımlayabilmemiz için cisimlerin hangi özelliklere sahip olması gerekir.
Peki, bir iplik sarkaç için salınım hareketinin nasıl oluştuğunu kendiniz düşünün.
Bir ipucu olarak - bir resim.
