🗊Презентация Исследование колебаний маятников различных видов

Исследование колебаний маятников различных видов. Автор: Григоров Роман Алексеевич. Научный руководитель: Горелик Иван Юрьевич.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ Нашей главной целью является приобрести навыки в методах работы с колебательными системами, знать, что такое резонанс, как его получить и как его избежать, если он опасен. Мы сравниваем механические и электромагнитные колебания, находим подобия, пытаемся довести до автоматизма наше понимание колебательных явлений.

КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

КОДОВАЯ СТРАНИЦА

Механические колебания Механические колебания – это движения, которые точно или приблизительно повторяются через определённые интервалы времени. Различают следующие виды механических колебаний: Свободные или собственные. Вынужденные

Пружинный маятник Пружинный маятник представляет собой материальную точку массой m , прикрепленную к абсолютно упругой невесомой пружине с жесткостью k Горизонтальный пружинный маятник. При смещении груза m из положения 0 равновесия  на величину x на него действует в горизонтальном направлении возвращающая упругая сила: F= -kx (закон Гука).

Математический маятник Математический маятник представляет собой идеализированную систему в виде материальной точки, подвешенной на невесомой нерастяжимой нити длиной , которая совершает малые колебания под действием силы тяжести Колебания такого маятника при малых углах отклонения a можно считать гармоническими, и циклическая частота математического маятника: Период:

Гармонические колебание

Затухающие колебания Колебания при наличии сил сопротивления являются затухающими

Резонанс Резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний при совпадении частоты изменения внешней силы, действующей на систему, c частотой её свободных колебаний называется резонансом.

колебательный контур Простейшая система, в которой могу происходить свободные электромагнитные колебания, состоит из конденсатора и катушки, присоединенной к его обкладкам, и называется колебательным контуром.

Свободные электромагнитные колебания, превращение энергии при электромагнитных колебаний Зарядим конденсатор, присоединив его на некоторое время к батарее. При этом конденсатор получит энергию и между обкладками конденсатора возникнет разность потенциалов .Переведём переключатель в положении . Конденсатор начнёт разряжаться, и в цепи появится электрический ток. Благодаря явлению самоиндукции сила тока не сразу достигнет максимального значения, а увеличивается постепенно. По мере разрядки конденсатора энергия электрического поля уменьшается, но одновременно возрастает энергия магнитного поля тока. В момент когда конденсатор полностью разрядится, энергия электрического поля станет равной нулю. Энергия же магнитного поля тока согласно закону сохранения энергии будет максимальной, в этот момент сила тока также достигнет максимального значения.

Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями Электромагнитные колебания в контуре имеют сходство со свободными механическими колебаниями, например с колебаниями тела, закреплённого на пружине.Хотя причины, вызывающие колебания, имею разную физическую природу, характер периодического изменения различных величин одинаков. При механических колебаниях периодически изменяются координаты тела x и проекция его скорости vx, а при электромагнитных колебаниях изменяются заряд q конденсатора и сила тока I в цепи. Возвращение к положению равновесия тела на пружине вызывается силой упругости F, пропорциональной смещению тела от положения равновесия. Коэффициентом пропорциональности является жёсткость пружины k. Разрядка конденсатора(появление тока) обусловлена напряжением и между пластинами конденсатора, которое пропорционально заряду q. Коэффициентом пропорциональности является величина 1/C, обратная ёмкости, так как u = 1/c*q

Аналогия между электрическими и механическими величинами

Гармонические колебания электрона