Основно съдържание
Физика – 11. клас (България)
Курс: Физика – 11. клас (България) > Раздел 2
Урок 13: Хармонично трептене и махала- Прост хармоничен осцилатор (трептящо тяло)
- Определение за амплитуда и период
- Уравнение за хармоничен осцилатор (трептящо тяло)
- Просто хармонично трептене: Намиране на честотата и периода от графики
- Просто хармонично трептене: Намиране на скорост (големина и посока) и преместване от графики
- Преговор на Въведение в просто хармонично трептене
- Зависимост на периода за тяло към пружина
- Системи пружина-маса: Изчисляване на честота, период, маса и коефициент на еластичност на пружината
- Анализиране на графики за системи пружина-маса
- Преговор на просто хармонично движение в системи пружина-маса
- Математично махало
- Период и честота на прости махала
- Преговор на прости махала
© 2023 Khan AcademyУсловия за ползванеДекларация за поверителностПолитика за Бисквитки
Преговор на Въведение в просто хармонично трептене
Преговор на ключови термини, формули и умения, свързани с просто хармонично трептене, включително как се анализират силата, преместването, скоростта и ускорението за един осцилатор (трептящо тяло)
Основни понятия
Член | Значение | |
---|---|---|
Трептене | Повтарящо се движение напред-назад по един и същи път около позиция на равновесие, като окачена на пружина маса или махало. | |
Еластична сила | Сила, противоположна на преместването, която връща системата обратно до равновесие, което е позицията на покой. Големината на силата зависи само от преместването, както при закона на Хук. | |
Просто хармонично движение/трептене (SHM) | Трептене, при което сумарната сила върху системата е еластична сила. |
Формули
Уравнение | Символи | Значение в думи |
---|---|---|
open vertical bar, F, start subscript, s, end subscript, close vertical bar, equals, k, open vertical bar, x, close vertical bar | F, start subscript, s, end subscript е силата на пружината, k е коефициентът на еластичност на пружината, а x е преместването | Големината на силата на пружината е правопропорционална на коефициента на еластичност на пружината и големината на преместването |
x, left parenthesis, t, right parenthesis, equals, A, cosine, left parenthesis, 2, pi, f, t, right parenthesis | x е преместването като функция на времето, A е амплитудата, f е честотата, а t е времето | Преместването като функция на времето е пропорционално на амплитудата и косинуса на 2, pi по честотата и времето |
Сила, преместване, скорост и ускорение за осцилатор (трептящо тяло)
Простото хармонично движение/трептене се ръководи от възстановителната сила. За система пружина-маса като блок, свързан с пружина, силата на пружината е отговорна за трептенето (виж Фигура 1).
Тъй като еластичната сила е пропорционална на преместването от равновесие, то и големината на еластичната сила, и ускорението са най-големи при максимални точки на преместване. Отрицателният знак ни казва, че силата и ускорението са в противоположна на преместването посока.
Преместването, скоростта и ускорението на масата в течение на времето могат да бъдат видени на графиките по-долу (Фигура 2-4).
Анализиране на графики: Период и честота
Можем да представим на графика движението на трептящо тяло като функция на времето. Честотата f и периодът T са независими от амплитудата A. Можем да намерим периода T, като вземем всеки две аналогични точки на графиката и изчислим времето между тях. Често е най-лесно да се измери времето между последователни точки на максимално или минимално преместване. След като е известен периодът, може да бъде намерена честотата, като използваме зависимостта f, equals, start fraction, 1, divided by, T, end fraction.
Намиране на преместване и скорост
Разстоянието и преместването могат да бъдат намерени от графиката на позицията и времето за просто хармонично движение/трептене. Скоростта и големината на скоростта могат да бъдат намерени от наклона на графика на позицията и времето за просто хармонично движение/трептене.
Чести грешки и погрешни разбирания
Понякога хората объркват периода и честотата. Тези величини са обратнопропорционални една на друга. Ако намерим едната, можем да намерим и другата чрез зависимостта:
Това означава, че ако честотата е голяма, периодът е малък и обратно.
Научи повече
За по-задълбочени обяснения за простото хармонично движение/трептене, виж видеата ни:
За да провериш наученото от теб и да задълбочиш придобитите знания, виж нашите упражнения:
Искаш ли да се присъединиш към разговора?
Все още няма публикации.