Теоретические сведения

Практическая работа №6.

Тема: «Механические колебания и волны»

 

Цель работы:

повторить основные термины и формулы раздела «Механические колебания и волны»;

сформировать умение применять формулы при решении задач;

развивать логическое мышление, память, внимание; умение рассуждать и выделять главное;

развивать навыки самоконтроля и взаимоконтроля.

Ход работы.

1. Повторите теоретический материал по данной теме
2. Запишите формулы для вычисления периода колебаний математического и физического маятников, закон гармонического колебания, определение циклической частоты и фазы колебаний.
3. Выполните задания своего варианта.
4. Оформите работу и сделайте вывод

 

Теоретические сведения.

Свободные колебания груза на пружине:

.

Малые колебания математического маятника:

.

Гармоническое колебание:

.

Циклическая частота: .

Фаза колебаний:

.

Волной называется процесс распространения колебаний.

Продольными называются волны, частицы которых колеблются вдоль направления распространения волны.

Поперечными называются волны, частицы которых колеблются перпендикулярно направлению распространения волны.

Звуковой волной называется процесс распространения колебаний упругой среды в диапазоне частот от 16 до 20000 Гц.

Колебания упругой среды с частотой, большей слышимых частот, называются ультразвуковыми колебаниями, или ультразвуком.

Колебания упругой среды с частотой, меньшей слышимых частот, называются инфразвуковыми колебаниями, или инфразвуком.

 

Задания для практической работы

Задача 1. Частица совершает гармонические колебания с амплитудой A, периодом Т, частотой ν, круговой частотой ω. Определите значения величин, обозначенных *. Напишите функцию зависимости координаты частицы от времени.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
А, см	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1	1,1	1,2
Т, с	*	0,1	*	*	0,5	*	*	0,8	*	*	0,2	*
ν, Гц	50	*	*	100	*	*	200	*	*	400	*	*
ω, рад/с	*	*	628	*	*	62,8	*	*	314	*	*	157

Задача 2. На рисунке, 1)-12) изображены графики зависимости координаты тела, совершающего гармонические колебания, от времени t. Определите из графика амплитуду A, период T, частоту ν, циклическую частоту колебаний ω.

Задача 3. В таблице вариантов приведены зависимости смещения колеблющего тела от времени. Определите период T, частоту ν, циклическую частоту ω, амплитуду A. (Численные значения величин даны в СИ.)

Вариант	Зависимость х(t)	Вариант	Зависимость х(t)
1	х(t)=0,011sin(100πt + π/3)	7	х(t)=0,075sin(2πt + π/4)
2	х(t)=0,025sin(200πt + π/6)	8	х(t)=0,008sin(500πt + π/8)
3	х(t)=0,033sin(10πt + π/4)	9	х(t)=0,09sin(8πt + π/6)
4	х(t)=0,044sin(20πt + π/5)	10	х(t)=0,01sin(50πt + π/3)
5	х(t)=0,055sin(400πt + π/8)	11	х(t)=0,015sin(80πt + π/4)
6	х(t)=0,63sin(4πt + π/6)	12	х(t)=0,024sin(40πt + π/5)

Задача 4. Математический маятник длиной ℓ за время t совершает колебания n. Определите период колебаний Т и ускорения свободного падения ɡ в том месте, где находится маятник.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
ℓ, см	88	99,5	98	120	90	92	94	96	100	75	78	82
t, мин	2	1	1,5	1,7	1,8	1,6	1,7	1,3	1,2	2,2	2,3	1,8
n	60	30	40	45	55	52	50	39	35	65	70	63

 

Задача 5. Висящий на пружине груз массой m совершает вертикальные колебания с амплитудой A. Определите период гармонических колебаний груза Т, если для упругого удлинения пружины на х требует сила F? Найдите энергию гармонических колебаний маятника W. Массой пружины пренебречь.

 

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
m,кг	1,5	2,3	1,3	0,5	0,7	1,8	1,4	2,5	3	2,8	1	1,6
A, см	3	2,5	2	5	4	5	2,2	2	5	2,5	1,2	1,8
х, см	1	1,5	4	2	2	2	1	3	3	1,5	0,7	1
F, Н	1,2	2	2	0,5	0,6	1,4	1,2	2	2,5	2,4	0,8	1,4