презентация на тему колебания и волны. колебания. Механические колебания и волны Раздел 4 Колебательный процесс

• Название: Механические колебания и волны Раздел 4 Колебательный процесс
• Анкор: презентация на тему колебания и волны
• Дата: 15.12.2019
• Размер: 1.17 Mb.
• Имя файла: колебания.pptx
• Тип: Документы; #100372

Механические колебания и волны

Раздел 4

Колебательный процесс

Колебания – это движения или состояния, повторяющиеся во времени.

Существует три признака колебательного движения:

• повторяемость (периодичность) - движение по одной и той же траектории - туда и обратно;
• ограниченность пределами крайних положений;
• действие возвращающей силы, описываемой функцией F = -kx (возвращает тело в положение равновесия)

Колебания называются периодическими, если значения физических величин, изменяющихся в процессе колебаний, повторяются через равные промежутки времени.

2

Характеристики колебательного движения

3

Гармонические колебания

Это колебания, при которых физическая величина меняется со временем по закону синуса или косинуса, в зависимости от условий задачи.

4

Уравнения гармонических колебаний

5

Фаза колебаний

6

Скорость и ускорение

7

Скорость и ускорение

8

Энергия при колебаниях

9

Математический маятник

10

Пружинный маятник

11

Свободные колебания

• Свободные (или собственные) колебания – это колебания колебательной системы, совершаемые только благодаря первоначально сообщенной энергии при отсутствии внешних воздействий.
• В процессе колебаний энергия расходуется на работу против диссипативных сил.

12

Затухающие колебания

• Затухание колебаний – это уменьшение амплитуды колебаний с течением времени, обусловленное потерей энергии колебательной системой.
• Свободные колебания всегда являются затухающими.

13

Вынужденные колебания

Это колебания, совершаемые телом под действием внешней периодической вынуждающей силы.

• Вынужденные колебания – незатухающие.
• Амплитуда вынужденных колебаний зависит от частоты внешнего воздействия.
• Когда амплитуда и частота вынужденных колебаний перестает меняться, говорят, что колебания установились.

Резонанс – это резкое увеличение

амплитуды колебаний при

совпадении частоты внешнего

воздействия с частотой

собственных колебаний системы.

14

Упругие (механические) волны

Это возмущения, распространяющиеся в твердой, жидкой и газообразной средах.

• Сами эти среды называют упругими.
• Возмущение упругой среды – это любое отклонение частиц этой среды от своего положения равновесия.

Существуют волны продольные и поперечные.

15

Продольная волна

Это волна, в которой колебания происходят вдоль направления распространения волны.

16

Поперечная волна

Это волна, в которой колебания происходят перпендикулярно направлению их распространения.

17

18

Характеристики волны

19

Волновые поверхности

Волновая поверхность - геометрическое место точек, в которых фаза колебаний имеет одно и то же значение.

Фронт волны - геометрическое место точек, до которых доходит возмущение.

Волновых поверхностей может быть бесконечно много, а фронт волны всегда один.

20

Волновые поверхности

В зависимости от формы волновой поверхности различают:

• Плоские волны: волновые поверхности – параллельные плоскости
• Сферические волны: волновые поверхности – концентрические сферы.

21

Интерференция волн

Это взаимное усиление или ослабление двух (или более) волн при их наложении друг на друга при одновременном распространении в пространстве.

Условия возникновения интерференции:

• волны должны иметь одинаковые (или близкие) частоты;
• постоянную разность фаз;
• волны должны быть однонаправленными (или иметь близкое направление).

Волны, для которых

выполняются эти условия,

называются когерентными.

22

Интерференция волн

Если волны от источников S1 и S2 придут в точку С в одинаковых фазах, то произойдет усиление колебаний; если же — в про­тивоположных фазах, то наблюдается ослабление колебаний.
23

Дифракция волн

Это явление отклонения волны от прямолинейного распространения и огибания волной препятствия.

При дифракции происходит искривление поверхности волны у краев препятствия. Особенно явно дифракция проявляется в том случае, если размеры препятствия меньше или сравнимы с длинами волн.

24

Звук (звуковые волны)

Это распространяющиеся в виде продольных волн колебательные движения частиц упругой среды.

Высота звука зависит от частоты колебаний: чем выше частота, тем выше звук.

Громкость звука определяется амплитудой колебаний: чем больше амплитуда, тем громче звук.

25