Коливальний рух. Умови виникнення коливань. Вільні коливання.

Тема. Коливальний рух. Умови виникнення коливань. Вільні коливання.

Мета: дати уявлення про коливальний рух та його види; навчити розрізняти види коливань; розвинути вміння аналізувати характеристики звуку; виховати повагу та витримку.

Обладнання: інтерактивна дошка.

Хід уроку

Вступ

Мотивація

Коливальний рух-один з найпоширеніших рухів в природі та техніці. Коливаються дерева під дією вітру, поршні у двигуні автомобіля, ми можемо розмовляти і чути звуки завдяки коливанням голосових зв'язок, повітря і барабанних перетинок, коливається серце. Все це приклади механічних коливань. Світло - це також коливання, але електромагнітні. За допомогою електрохвиль здійснюється радіозв'язок, передача телевізійних сигналів з передавальних пристроїв на антену, сотовий зв'язок. Всі ці дуже цікаві види коливань ми будемо розглядати в подальшому.

В техніці надзвичайно важливо вивчати вібрації різних споруд, працюючих машин, станків тощо. Існують вібрації і в рухомому транспорті. Така наука як охорона праці вивчає припустимі рівні впливу різноманітних коливань на організм людини. А деякі види коливань використовують для лікування.

Вивчення нового матеріалу

Коливаннями називають фізичні процеси, які точно чи майже точно повторюються через однакові проміжки часу.

Періодичними називають такий процес, за якого величина, що коливається взята у будь-який момент часу , через певний інтервал часу Т матиме те саме значення.

Математичне визначення періодичної функції таке: функцію f (t) наз. періодичною з періодом Т, якщо

f(t+T) =f(t) (1)

 за будь-яких значень змінної t.

Існує два види коливального руху: вільні і вимушені коливання.

Вільні коливання – це коливання, які відбуваються в механічній системі під дією внутрішніх сил системи після короткочасної дії зовнішніх сил.

Система тіл, які можуть виконувати вільні коливання, називається коливальною системою.

Для того щоб існували вільні коливання, необхідне виконання двох умов:

1. Система повинна знаходитися біля положення стійкої рівноваги.

2. Сили тертя повинні бути достатньо малими.

Коливальний рух характеризують:

• Швидкість;
• Прискорення;
• Координати (зміщення).

Періодичні коливання характеризують:

• Амплітуда;
• Період;
• Частота;
• 
  Циклічна частота;
• Фаза коливань.

Зміщення х – це фізична величина, що дорівнює відстані, на яку тіло в ході коливання відхиляється від положення рівноваги в даний момент.

Амплітуда коливань А – це фізична величина, яка дорівнює максимальному зміщенню.

(2)

Період коливань Т - це фізична величина, яка дорівнює мінімальному проміжку часу, за який тіло повертається в початкове положення (здійснює одне повне коливання).

(3)

Частота коливань фізична величина, яка дорівнює кількості повних коливань, здійснених тілом за одиницю часу.

(4)

1 Гц – дорівнює частоті коливань, у ході яких тіло за 1 с здійснює одне повне коливання.

Циклічна частота - фізична величина, яка дорівнює кількості повних коливань, здійснених тілом за секунд.

(5)

=рад/с =

Закріплення

1. Визначте період і частоту коливань м.т., яка здійснює 300 коливань за хвилину.
2. Період коливань тягарця на пружині 2 с. що це означає? Визначте частоту й циклічну частоту. Скільки коливань здійснив тягарець за 10 с?
3. Частота коливань 20 Гц. Що це означає? Визначте період коливань тіла. За який проміжок часу тіло здійснить 200 коливань?
4. Амплітуда коливань тіла на пружині 5 см. Який шлях пройде тіло за чверть періоду? Половину? Період? За два періоди?

Домашнє завдання: конспект, 25.1-25.6.