Колебания и волны (стр. 6 из 6)
и ответом будет, как несложно убедится t = 3 мин 45 с.
На веревке висит ведро с водой и раскачивается. В дне ведра находится отверстие, через которое вода постепенно сливается. Будет ли изменяться период колебаний, если принять систему за математический маятник?
С первого взгляда может показаться, что период не изменится, но
Где L – не длинна нити, а расстояние от точки подвеса до центра тяжести, а центр тяжести будет смещаться по мере вытекания воды, а, следовательно, и будет изменяться и период колебания этой системы.
За одно и то же время один математический маятник делает 50, а второй – 30 колебаний. Найти их длины, если один из них на 32 см короче другого.
 |
Прежде всего, определим, какой из маятников длиннее. Очевидно, это тот,
который делает меньшее число колебаний, то есть второй маятник. Тогда
Из условия t1= t2 
Учитывая, что
нетрудно получить
Поперечная волна распространяется вдоль упругого шнура со скоростью 15 м/с. Период колебания точек шнура 1,2 с, амплитуда колебания 2 см.Определить длину волны и смещение точки через 4 с.
По определению, длинна волны 
Смещение любой точки найдем из уравнения волны 
Смещение равно 
Минус означает, что смещение будет направлено в сторону, противоположную условно выбранному положительному направлению.
Заключение
Подведем итоги всего выше сказанного.
Колебанием называется повторяющееся движение, у которого каждый цикл в точности воспроизводит любой другой цикл. Продолжительность одного цикла называется периодом.
Частотой называется количество циклов, совершаемые колеблющимся телом за единицу времени.
У каждой колебательной системы есть состояние устойчивого равновесия. Если колебательную систему вывести из состояния устойчивого равновесия, то появляется сила, возвращающая систему в устойчивое положение. Возвратившись в устойчивое состояние, колеблющееся тело не может сразу остановиться.
Свободными колебаниями называются колебания тела, на которое не действует периодически изменяющаяся сила, и наоборот, если на колеблющееся тело действует периодически изменяющаяся сила, то это вынужденные колебания.
Если частота вынуждающей силы совпадает с собственной частотой колебательной системы, то происходит резонанс.
Резонансом называется явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при равенстве частот вынуждающей силы и собственной частоты колебательной системы.
Колебание, какое совершает при равномерном движении точки по окружности проекция этой точки на какую-либо прямую, называется гармоническим (или простым) колебанием.
Если речь идет о механических колебаниях, т.е. о колебательных движениях какой-либо твердой, жидкой или газообразной среды, то распространение колебаний означает передачу колебаний от одних частиц среды к другим. Передача колебаний обусловлена тем, что смежные участки среды связанны между собой.
Волны бывают двух видов: поперечные и продольные.
В поперечной волне каждая точка тела колеблется перпендикулярно к направлению распространения волн.
Поперечные волны могут распространяться только в твердых телах.
Примером поперечной волны может быть колеблющаяся струна рояля или вообще любой музыкальный инструмент.
А в продольной волне каждая точка материи колеблется вдоль направления распространения волн
Поэтому продольные волны могут распространяться в жидкой и газообразной среде.
Примером продольных волн являются звуковые волны.
Звук обуславливается механическими колебаниями в упругих средах и телах, частоты которых лежат в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц , то есть, которые способно воспринимать человеческое ухо.
Неслышимые механические колебания с частотами ниже звукового диапазона называются инфразвуковыми, а с частотами выше звукового диапазона называются ультразвуковыми.
Звук, который мы слышим тогда, когда источник его совершает гармоническое колебание, называется музыкальным тоном.
Во всяком музыкальном тоне мы можем различить на слух два качества: громкость и высоту.
Наблюдения убеждают нас в том, что тона какой-либо данной высоты определяется
амплитудой колебаний.
Высота тона определяется частотой колебаний. Чем выше частота и, следовательно, чем короче период колебаний, тем более высокий звук мы слышим.
Волны не распространяются мгновенно. Скорость распространения волн зависит от среды, где распространяются волны а так же от температуры . Так ,например в воздухе при температуре 20`С эта скорость составляет 343 м/с , а в стальном рельсе при температуре 15`С эта скорость составляет 5000 м/с.
Если бы в современной физике не было таких понятий как, механические колебания и волны, то мы не знали бы, почему мы слышим друг друга, Томас Эдисон не изобрел бы телефон и фонограф, и их бы не было в нашей повседневной жизни.
Список используемой литературы
1. Элементарный учебник физики под редакцией Г.С. Ландсберга том III. Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика – Репринт 10 изд перераб, 1995
2. «Физика» Дж. Орир том 1, Москва 1981
3. Учебник по физике для 9 класса средней школы Н.М. Шахмаева, С.Н. Шахмаева, Д.Ш. Шодиева, 1992
4. «Физика» Кикоин И. К., Кикоин А. К. Учебник для 9 кл. – 4-е издание ,1997
5. Энциклопедия для детей Аванта+ Т.16 «Физика» Ч.2 Электричество и магнетизм. Термодинамика и квантовая механика. Физика ядра и элементарных частиц , 2000
6. Энциклопедия для детей Аванта+ Т.14 «Техника» История техники. Мир современной техники, 1999
7. Энциклопедия «Наука» Аннабел Крейг и Клифф Росни изд. «Росмен»,1997
8. И.А. Галаванов «Подходы к решению задач по физике» ,1997
9. В. П . Лившевский «Физика вокруг нас» , Москва ,1974
10. И. В. Савельев «Курс общей физики» Книга 1 «Механика» ,2000