Oscillerende beweging in de natuurkunde, met voorbeelden

Oscillerende beweging

Definitie en voorbeelden van oscillerende beweging

De oscillerende beweging, samen met progressief en rotatie is een van de soorten mechanische beweging.

Het fysieke systeem (of lichaam), waarin trillingen optreden tijdens de afwijking van de evenwichtspositie, wordt een oscillerend systeem genoemd. Figuur 1 toont voorbeelden van oscillerende systemen: a) draad + bal + aarde; b) belasting + lente; c) uitgerekte string.

Figuur 1. Voorbeelden van oscillerende systemen: a) draad + bal + aarde; b) belasting + lente; c) uitgerekte string

Als er geen energieverliezen zijn in het oscillerende systeem dat is gekoppeld aan de werking van wrijvingskrachten, gaan de oscillaties voor onbepaalde tijd door. Dergelijke oscillerende systemen worden ideaal genoemd. In echte oscillerende systemen zijn er altijd een verlies van energie veroorzaakt door de krachten van weerstand, waardoor de oscillaties niet voor onbepaalde tijd kunnen doorgaan, d.w.z. vervagen.

Gratis oscillaties zijn fluctuaties die in het systeem ontstaan ​​onder invloed van binnenlandse troepen. Gedwongen oscillaties - Oscillaties die zich in het systeem voortvloeien onder de actie van externe periodieke kracht.

De voorwaarden voor de opkomst van gratis oscillaties in het systeem

  • Het systeem moet in de positie van een gestaag evenwicht zijn: wanneer het systeem afbuigt van de evenwichtspositie, moet de kracht optreden, streven naar het systeem terug te brengen naar de evenwichtspositie - de retourforte;
  • de aanwezigheid van een overmaat mechanische energie vergeleken met zijn energie in de evenwichtspositie;
  • Overmatige energie verkregen door het systeem door het verschuiven van het evenwichtpositie mag niet volledig worden besteed aan het overwinnen van de wrijvingskrachten bij het terugkeren naar de evenwichtspositie, d.w.z. Wrijvingskrachten in het systeem moeten voldoende klein zijn.

Voorbeelden van het oplossen van problemen

Vond je de site leuk? Vertel het aan je vrienden!

1. Welke beweging wordt oscillatorium genoemd? Wat is het belangrijkste verschil tussen het van andere bewegingen?

1. De beweging wordt oscillerend genoemd, indien tijdens het rijden gedeeltelijke of volledige herhaalbaarheid van de status van het tijdsysteem optreedt. Als de waarden van fysieke hoeveelheden die kenmerken van deze oscillerende beweging worden herhaald met gelijke intervallen, worden de oscillaties periodiek genoemd.

2. Wat is de periode van oscillaties? Wat is de frequentie van oscillaties? Wat is de verbinding tussen hen?

2. De periode wordt de tijd genoemd gedurende welke een volledige oscillatie wordt uitgevoerd. De oscillatiefrequentie is het aantal oscillaties per tijdseenheid. De frequentie van oscillaties is omgekeerd evenredig met de oscillatieperiode.

3. Het systeem varieert met een frequentie van 1 Hz. Wat is de periode van oscillatie?

3.

4. In welke punten van het traject van de fluctuerende lichaamsnelheid is nul? Acceleratie is nul?

4. Op punten van maximale afwijking van de evenwichtspositie is de snelheid nul. Acceleratie is nul bij evenwichtspunten.

5. Welke waarden die de oscillerende beweging kenmerken periodiek veranderen?

5. De snelheid, versnelling en coördinaat in de oscillerende beweging varieert periodiek.

6. Wat kan worden gezegd over de kracht die in het oscillerende systeem zou moeten handelen, zodat het harmonische fluctuaties maakt?

6. Kracht moet in de loop van de tijd variëren door harmonische wetgeving. Deze kracht moet evenredig zijn met de verplaatsing en is tegengesteld aan verplaatsing naar de positie van evenwicht.

7. Welke beweging zal het fluctuerende lichaam voor één periode? Wat is het pad in dezelfde tijd door het lichaam?

7. In één periode zal de beweging van het lichaam nul zijn, omdat Het lichaam zal terugkeren op het startpunt; Het pad dat het perfecte lichaam gelijk is aan de dubbele amplitude van oscillaties.

De oscillerende bewegingen zijn wijdverbreid in de wereld om ons heen. Voorbeelden van oscillaties kunnen dienen: de beweging van de naald van een naaimachine, een schommel, een slinger van uren, insectenvleugels tijdens de vlucht en vele andere organen.

Naaimachines-89266.gifSwings-87198.gif.18768293.gif.984D0E5DCC063FA064D11FB0D33B139.GIF.

In de beweging van deze instanties kunt u veel verschillen vinden. Bijvoorbeeld, de swing beweegt kromlijnig, en de naald van de naaimachine is eenvoudig; De slinger van het horloge aarzelt met een grote reikwijdte dan de vleugels van Dragonfly. Tegelijkertijd kunnen sommige instanties meer oscillaties maken dan andere. Maar met alle verscheidenheid aan deze bewegingen hebben ze een belangrijke algemene functie: na een bepaalde periode wordt de beweging van een lichaam herhaald.

Inderdaad, als de bal wordt overgelaten uit de positie van het evenwicht en laat los, zal dan door de positie van het evenwicht doorgeven in de tegenovergestelde richting, stop, en dan terugkeren naar de plaats van het begin van de beweging. Deze oscillatie volgt de tweede, derde, enz., Vergelijkbaar met de eerste.

7752394_Orig.gif.

Het tijdsinterval waardoor de beweging wordt herhaald, wordt een periode van oscillaties genoemd.

Daarom zeggen ze dat de oscillerende beweging periodiek is.

In de beweging van de fluctuerende lichamen is naast periodiciteit een andere algemene functie.

Let op!

Over het interval van de tijd, gelijk aan de periode van oscillaties, passeert elk lichaam twee keer door de positie van het evenwicht (in tegengestelde richtingen).

Herhaalbaar met gelijke intervallen van de bewegingstijd, waarin het lichaam herhaaldelijk en in verschillende richtingen is, wordt de positie van het evenwicht mechanische oscillaties genoemd.

Onder de werking van de krachten die het lichaam terugbrengen naar de evenwichtpositie, kan het lichaam schommelingen op zich zijn. Aanvankelijk ontstaan ​​deze krachten als gevolg van de Commissie van sommige werkzaamheden (het uitrekken van de veer, verhogen tot lengte, enz.), Wat leidt tot een boodschap aan een bepaalde energie. Vanwege deze energie komen oscillaties op.

Voorbeeld:

Om de swing te maken om oscillerende bewegingen te maken, moet je ze eerst uit de evenwichtpositie brengen, je benen duwen of met je handen maken.

De fluctuaties die zich voordoen vanwege alleen de initiële energie van het oscillerende orgaan in de afwezigheid van externe invloeden op het worden gratis oscillaties genoemd.

Voorbeeld:

Een voorbeeld van vrije schommelingen in het lichaam zijn trillingen van lading opgehangen op de lente. Aanvankelijk afgeleid van evenwicht, zal de lading in de toekomst alleen fluctueren als gevolg van de interne krachten van het "laadveer" -systeem - de sterkte van de zwaartekracht en de sterkte van elasticiteit.

De voorwaarden voor de opkomst van gratis oscillaties in het systeem:

a) Het systeem moet zich in een duurzame evenwichtpositie bevinden: wanneer het systeem afloopt van de evenwichtspositie, moet de kracht optreden, die het systeem naar de evenwichtspositie moet retourneren - de terugkerende kracht; b) de aanwezigheid van buitensporige mechanische energie in de Systeem in vergelijking met zijn energie in de evenwichtpositie; c) overmatige energie De energie die door het systeem wordt verkregen door het verschuiven van het uit de evenwichtpositie, mag niet volledig worden besteed aan het overwinnen van de wrijvingskrachten bij het terugkeren naar de evenwichtspositie, dwz de wrijvingskrachten in Het systeem moet voldoende klein zijn.

Vrij fluctuerende lichamen hebben altijd interactie met andere organen en vormen samen met hen een systeem van lichamen, die de naam van het oscillerende systeem ontvingen.

Tel-systemen die in staat zijn om gratis oscillaties uit te voeren, worden oscillerende systemen genoemd.

Een van de belangrijkste algemene eigenschappen van alle oscillerende systemen is de opkomst van kracht in hen die het systeem retourneert naar de positie van een duurzaam evenwicht.

Voorbeeld:

In het geval van oscillaties van de bal op de draad, maakt de bal gratis oscillaties onder de actie van twee krachten: de sterkte van de zwaartekracht en de sterkte van de draad. Hun verwijzing is gericht op de positie van evenwicht.

Kolebatelnoe-Dvizhenie_6.jpg.

De oscillerende systemen zijn een vrij breed concept dat van toepassing is op een verscheidenheid aan verschijnselen.

Een speciaal geval van oscillerende systemen zijn slappe.

De slinger wordt een solide lichaam genoemd dat onder de werking van de bijgevoegde krachten plaatst

oscillaties in de buurt van het vaste punt of rond de as.

Voorbeeld:

De lading opgehangen op de veer en de oscillerende bewegingen verticaal onder de werking van elastische sterkte wordt een veerpendulum genoemd.

Animated-Mass-Spring.gif

Bronnen:

Fysica. 9 CL.: TUTORIAL / PRYRRAKIN A. V., Godnik E. M. - M.: DRUP, 2014. - 319 S.WWW.FIZMAT.BY, Site "Voorbereidingen voor CT (EEE), Taken voor Physics and Mathematics"

www.gavewrites.com

www.netnado.ru.

www.Astersoft.net, slimme programma's voor slimme kinderen

www.m.gifmania.ru.

Www.playcast.ru.

www.litsait.ru.

www.ru.solverbook.com

Добавить комментарий