Vibrații libere și sisteme oscilatorii

La lecția, aș dori să dau doar studenților fluctuații în comparație în primăvara și pendulele matematice. Notă similitudinea proceselor, aceeași schimbare de energie (cinetică și potențială), la intervale regulate.

Notă privind forma o explicație a materialului de formare: pe bord mai ușor pentru a localiza imaginile partea pendule de alta, împărțită în jumătate de bord. Intrările pentru descrierea caracteristicilor Pendulums face la același nivel.

1. Introduceți conceptul de sisteme oscilatorii,
2. Luați în considerare exemplele unui pendul matematic și caracteristica de primăvară de oscilații libere.
3. Determinarea parametrilor ideali ai sistemelor oscilatorii.
4. Învățat să distingă trăsăturile esențiale ale sistemelor oscilatorii.
5. Formarea de noi cerințe de cunoștințe, asimilarea subiect.

1. Pendulum.
2. pendul de primăvară.

punctul I. Organizarea (2 min.)

II. Verificarea temelor (7 min.)

Doi studenți de la bord decide cu privire la sarcinile (scanare și de stabilire materiale de uz casnic):

1. De ceva timp pendulul va face 30 de oscilații, în cazul în care perioada de oscilație de 0,5 secunde? Care este frecvența de oscilație?
2. Perioada de oscilație a aripilor cărăbușului 5 ms și 600Hz aripa tantar frecvență de oscilație. Ceea ce va face mai multe insecte care da din aripi într-un minut și de cât de mult?

În timp ce băieții rezolva problemele la tablă din clasa efectuat sondaj frontal:

1. Ce sunt vibrațiile?
2. Oferiți exemple de oscilații în natură și tehnologie.
3. Care este perioada de oscilație? Unități de măsură?
4. Care este frecvența de oscilație? Unități de măsură?
5. Care este amplitudinea oscilațiilor?

Verificăm și scrie pe provocările de la bord, reglați soluția de formă și de înregistrare.

III. Explicarea noului material (25 min.)

Demonstrarea oscilatorie a proceselor de bumbac și de primăvară pendul.

Dacă vă aduce sistemul din poziția sa de echilibru, se poate observa că, după un timp vibrațiile sunt amortizată. De ce fluctuațiile au fost posibile?

Atunci când sistemele din poziția sa de echilibru de reproducție, este transmis cantitate de energie, astfel încât există fluctuații. Energia vine la un capăt, sistemul se oprește.

Astfel de fluctuații apar numai din cauza stocului inițial de energie, numite oscilații libere.

Apoi, corpul este atașat la un izvor, și sinker, suspendat de un fir, numite sisteme oscilatorii.

Sau un sistem fizic (corp), în care o abatere de la poziția de echilibru și nu apar fluctuații de sistem numit oscilatorie.

Pendule: bumbac și arcul poate fi atribuită sistemului oscilanta.

Cu toate acestea, pentru a determina caracteristicile de bază stabilite pentru sistemele oscilante, presupunem că într-o perioadă scurtă de timp, pierderea de energie în mișcarea oscilatorie sunt suficient de mici pentru a fi neglijabil. Apoi, sistemul poate fi considerat ideal.

Luați în considerare faptul că pendulul matematic și de primăvară - este modelul ideal al sistemelor oscilante, în care nu există frecare. Astfel de sisteme au, ca orice corp fizic, posedă energie mecanică.

(Placa este mai convenabil pentru a aranja modele pendule următor împărțirea jumătățile de bord. Compararea pendulului, caracteristicile de vibrație ale procesului în comparație).

pendul de primăvară - un sistem vibrator format din masa m punct de masă și de primăvară, atunci când de conducere nu acționează forța de frecare.

Perioada oscilații arc pendulului poate fi găsit prin formula

unde k - coeficientul de primăvară rigiditate a pendulului. După cum rezultă din formula obținută, perioada de oscilație a arcului pendulului este independentă de amplitudinea vibrațiilor (în cadrul legii satisfiabilitate Hooke).

Energia oscilațiilor de primăvară pendul:

- fluctuații de putere - este cantitatea de energie potențială de primăvară și energia cinetică a sarcinii.

potențiale și cinetice Formula energii:

Luați în considerare comportamentul pendulului și schimbarea în energia în diferite poziții:

1 - (poziția cea mai de sus) x - deplasare max, v - viteza este 0,

x depinde de energia potențială, de aceea E max, iar energia cinetică asociată cu o viteză v, deci E = 0.

Trecerea de la 1-2 însoțită de schimbări în următoarele valori:

x - este redus, E scade v, - creșterea E - crește.

2 - (corpul trece în poziția de echilibru)

v - viteza de la trecerea în poziția de echilibru este cel mai mare, v - max, prin urmare, E - max.

2-3 Tranziția de poziție are loc odată cu creșterea x, creșterile potențiale de energie și viteza v- scade și, prin urmare, energia cinetică, de asemenea, scade.

3 - (poziția extrema dreaptă a corpului)

x - deplasare max, v - viteza este 0, deci E max și deci energia cinetică E = 0.

Luați în considerare un pendul simplu - o minge suspendat pe un fir lung puternic. Un astfel de pendul se numește fizică.

În cazul în care dimensiunea mingea este mult mai mică decât lungimea firului, atunci aceste dimensiuni pot fi neglijate. Stretch fire pot fi, de asemenea, ignorate, deoarece este foarte mic. În cazul în care greutatea de fire este de multe ori mai mică decât masa bilei, greutatea firului poate fi, de asemenea, ignorate. În acest caz,

avem un model al pendulului, care este un pendul matematic.

pendulul matematic este numit, un punct de masă de material m, suspendat într-o imponderabil lungime fir inextensibil l în câmpul gravitațional (sau alte forțe)

Perioada de oscilație mică pendul matematic în gravitația Pământului este definită de Huygens:

Energia oscilațiilor de primăvară pendul:

- fluctuații de putere - este cantitatea de energie potențială de primăvară și energia cinetică a sarcinii.

potențiale și cinetice Formula energii:

IV. Material Generalizarea. (6 min.)

Organismul poate efectua mișcare repetitivă în jurul unui punct fix. Parametrii sistemului se schimbă oscilante: poziția corpului. Viteza lui, energia cinetică și potențială.

Dă exemple de mișcare oscilatorie sale.

Elevii pot da exemple de corpuri oscilante din viața înconjurătoare.

V. temele (2 min.)

P. 25, 26 Ex. 23 (1), Ex 24 (2)