Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.

Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Лекции по физике. Механика

Содержание

Механические колебанияКолебаниями называются процессы, происходящие с некоторой долей повторяемостиКлассификация колебанийСвободные (собственные)ВынужденныеПараметрическиеАвтоколебания
Лекции по физике. МеханикаМеханические колебания. Маятники. Волновые процессы. Механические колебанияКолебаниями называются процессы, происходящие с некоторой долей повторяемостиКлассификация колебанийСвободные (собственные)ВынужденныеПараметрическиеАвтоколебания Механические колебанияГармонические колебания описываются гармоническими функциями (sin, cos)Процессы в природе часто близки Малые колебанияРассмотрим механическую систему с одной степенью свободы, имеющую минимум потенциальной энергии Малые колебанияF=-gradU=-k⋅x – восстанавливающая силаЕсли эта сила действует на тело массой m, Малые колебанияСила трения: Fтр=-r⋅x′, где r – коэффициент сопротивленияУравнение движения с учётом Малые колебанияРешение уравнения: x=A⋅e-β⋅t⋅cos(ω⋅t+ϕ0), При действии на систему внешней силы f(t) уравнение Малые колебанияУравнение (1) является линейным дифференциальным уравнением второго порядка с постоянными коэффициентамиЕсли Малые колебанияПри f(t)=F0⋅cos(ω⋅t) решение уравнения (1) имеет вид: Малые колебанияОсобенности решения:Частота колебаний равна частоте вынуждающей силыПри ω→ω0 наступает явление резонанса Явление резонанса Малые колебания Гармонические колебанияx=A⋅cos(ω0⋅t+ϕ0)Период: T=2⋅π/ω0, cЧастота: ν=1/T=ω0/2⋅π, ГцСкорость: v=x′=-A⋅ω0 ⋅sin(ω0⋅t+ϕ0)= = A⋅ω0 ⋅cos(ω0⋅t+ϕ0+π/2)Ускорение: a=x″=-A⋅ω02 ⋅cos(ω0⋅t+ϕ0)= = A⋅ω02 ⋅cos(ω0⋅t+ϕ0+π)= Гармонические колебанияЗначения A и ϕ0 могут быть определены из начальных условий, т.к. при t=0: x0=A⋅cos(ϕ0), v0=-A⋅ω0⋅sin(ϕ0)Отсюда получаем: Гармонические колебанияВ процессе колебаний происходит превращение кинетической энергии в потенциальную и обратно. Сложение колебанийСогласно теореме Фурье негармоническое колебание можно представить как бесконечную сумму гармонических Пружинный маятникВозвращающая сила: Fн=k⋅ΔlУравнение движения: Δl″+(k/m)⋅Δl=0Частота и период колебаний: Математический маятникПоложение системы задаётся углом отклонения.Уравнение движения: m⋅l2⋅ϕ″=-m⋅g⋅l⋅ϕ или ϕ″+(g/l)⋅ϕ=0Частота и период колебаний: Гармонические колебанияШирокое применение на практике получили генераторы колебаний – устройства в которых Звуковые колебанияОсобую роль в жизни людей играют звуковые колебания которые представляют собой Конец лекции
Слайды презентации

Слайд 2 Механические колебания
Колебаниями называются процессы, происходящие с некоторой долей

Механические колебанияКолебаниями называются процессы, происходящие с некоторой долей повторяемостиКлассификация колебанийСвободные (собственные)ВынужденныеПараметрическиеАвтоколебания

повторяемости
Классификация колебаний
Свободные (собственные)
Вынужденные
Параметрические
Автоколебания

Слайд 3 Механические колебания
Гармонические колебания описываются гармоническими функциями (sin, cos)
Процессы

Механические колебанияГармонические колебания описываются гармоническими функциями (sin, cos)Процессы в природе часто

в природе часто близки к гармоническим
Любые колебания можно рассматривать

как суперпозицию гармонических

Слайд 4

Слайд 5 Малые колебания
Рассмотрим механическую систему с одной степенью свободы,

Малые колебанияРассмотрим механическую систему с одной степенью свободы, имеющую минимум потенциальной

имеющую минимум потенциальной энергии U(x) в точке x=0
Разложим U(x)

в ряд Маклорена:
U(x)=U(0)+U′(0)⋅x+1/2⋅U″(0)⋅x2+…
из условия минимума → U′(0)=0 и U″(0)>0
положим U(0)=0 → U(x)=1/2⋅k ⋅x2

Слайд 6 Малые колебания
F=-gradU=-k⋅x – восстанавливающая сила
Если эта сила действует

Малые колебанияF=-gradU=-k⋅x – восстанавливающая силаЕсли эта сила действует на тело массой

на тело массой m, то уравнение движения принимает вид:
m⋅x″=-k⋅x

или x″+k/m⋅x=0
Решение этого уравнения:
x=A⋅cos(ω0⋅t+ϕ0), ω02=k/m,
где A – амплитуда, ϕ0 – начальная фаза,
ω0 – круговая частота, ω0⋅t+ϕ0 – фаза

Слайд 7 Малые колебания
Сила трения: Fтр=-r⋅x′, где r – коэффициент

Малые колебанияСила трения: Fтр=-r⋅x′, где r – коэффициент сопротивленияУравнение движения с

сопротивления
Уравнение движения с учётом силы трения:
m⋅x″=-k⋅x-r⋅x′ или

x″+2⋅β⋅x′+ ω02⋅x=0,
где 2⋅β=r/m>0.
Это уравнение описывает затухающие собственные колебания

Слайд 8

Слайд 9 Малые колебания
Решение уравнения:
x=A⋅e-β⋅t⋅cos(ω⋅t+ϕ0),
При действии на систему

Малые колебанияРешение уравнения: x=A⋅e-β⋅t⋅cos(ω⋅t+ϕ0), При действии на систему внешней силы f(t) уравнение

внешней силы f(t) уравнение движения принимает вид:
x″+2⋅β⋅x′+ ω02⋅x=f(t) (1)
Это

уравнение описывает вынужденные колебания. Решение будет гармоническим, если f(t) – гармоническая функция: f(t)=F0⋅cos(ω⋅t)
В общем случае ω≠ω0



Слайд 10

Слайд 11 Малые колебания
Уравнение (1) является линейным дифференциальным уравнением второго

Малые колебанияУравнение (1) является линейным дифференциальным уравнением второго порядка с постоянными

порядка с постоянными коэффициентами
Если f(t)≠0, то (1) неоднородное уравнение,

если f(t)=0, то однородное
Общее решение неоднородного уравнения равно сумме общего решения однородного уравнения и какого-либо частного решения неоднородного уравнения

Слайд 12 Малые колебания
При f(t)=F0⋅cos(ω⋅t) решение уравнения (1) имеет вид:

Малые колебанияПри f(t)=F0⋅cos(ω⋅t) решение уравнения (1) имеет вид:

Слайд 13 Малые колебания
Особенности решения:
Частота колебаний равна частоте вынуждающей силы
При

Малые колебанияОсобенности решения:Частота колебаний равна частоте вынуждающей силыПри ω→ω0 наступает явление

ω→ω0 наступает явление резонанса при котором амплитуда вынужденных колебаний

достигает максимума
Вынужденные колебания отстают по фазе от вынуждающей силы
Угол отставания ϕ=π/2 при резонансной частоте, ϕ→0 при ω→0 и ϕ→π при ω→∞

Слайд 14

Слайд 15 Явление резонанса

Явление резонанса

Слайд 16 Малые колебания

Малые колебания

Слайд 17 Гармонические колебания
x=A⋅cos(ω0⋅t+ϕ0)
Период: T=2⋅π/ω0, c
Частота: ν=1/T=ω0/2⋅π, Гц
Скорость: v=x′=-A⋅ω0 ⋅sin(ω0⋅t+ϕ0)=
=

Гармонические колебанияx=A⋅cos(ω0⋅t+ϕ0)Период: T=2⋅π/ω0, cЧастота: ν=1/T=ω0/2⋅π, ГцСкорость: v=x′=-A⋅ω0 ⋅sin(ω0⋅t+ϕ0)= = A⋅ω0 ⋅cos(ω0⋅t+ϕ0+π/2)Ускорение: a=x″=-A⋅ω02 ⋅cos(ω0⋅t+ϕ0)= = A⋅ω02 ⋅cos(ω0⋅t+ϕ0+π)=

A⋅ω0 ⋅cos(ω0⋅t+ϕ0+π/2)
Ускорение: a=x″=-A⋅ω02 ⋅cos(ω0⋅t+ϕ0)=
= A⋅ω02 ⋅cos(ω0⋅t+ϕ0+π)=

Слайд 18 Гармонические колебания
Значения A и ϕ0 могут быть определены

Гармонические колебанияЗначения A и ϕ0 могут быть определены из начальных условий, т.к. при t=0: x0=A⋅cos(ϕ0), v0=-A⋅ω0⋅sin(ϕ0)Отсюда получаем:

из начальных условий, т.к. при t=0:
x0=A⋅cos(ϕ0), v0=-A⋅ω0⋅sin(ϕ0)
Отсюда получаем:

Слайд 19 Гармонические колебания
В процессе колебаний происходит превращение кинетической энергии

Гармонические колебанияВ процессе колебаний происходит превращение кинетической энергии в потенциальную и

в потенциальную и обратно. Кинетическая энергия достигает максимума при

прохождении точки равновесия, а потенциальная – в точках максимального отклонения

Слайд 20 Сложение колебаний
Согласно теореме Фурье негармоническое колебание можно представить

Сложение колебанийСогласно теореме Фурье негармоническое колебание можно представить как бесконечную сумму

как бесконечную сумму гармонических колебаний с частотами кратными частоте

исходного колебания:




Слайд 21

Слайд 22

Слайд 23 Пружинный маятник
Возвращающая сила:
Fн=k⋅Δl
Уравнение движения:
Δl″+(k/m)⋅Δl=0
Частота и период

Пружинный маятникВозвращающая сила: Fн=k⋅ΔlУравнение движения: Δl″+(k/m)⋅Δl=0Частота и период колебаний:

колебаний:

Слайд 24 Математический маятник
Положение системы задаётся углом отклонения.
Уравнение движения:
m⋅l2⋅ϕ″=-m⋅g⋅l⋅ϕ или

Математический маятникПоложение системы задаётся углом отклонения.Уравнение движения: m⋅l2⋅ϕ″=-m⋅g⋅l⋅ϕ или ϕ″+(g/l)⋅ϕ=0Частота и период колебаний:

ϕ″+(g/l)⋅ϕ=0
Частота и период колебаний:

Слайд 25 Гармонические колебания
Широкое применение на практике получили генераторы колебаний

Гармонические колебанияШирокое применение на практике получили генераторы колебаний – устройства в

– устройства в которых возбуждаются и поддерживаются автоколебания. В

этих устройствах потери энергии колебательной системы компенсируются за счёт подвода энергии извне с помощью специального механизма

Слайд 26

Слайд 27 Звуковые колебания
Особую роль в жизни людей играют звуковые

Звуковые колебанияОсобую роль в жизни людей играют звуковые колебания которые представляют

колебания которые представляют собой колебания частиц окружающей среды (воздух,

вода и т.д.). Эти колебания используются для получения информации об окружающем мире
Существуют различные способы возбуждения звуковых колебаний

Слайд 28

Слайд 29

Слайд 30

Слайд 31

  • Имя файла: lektsii-po-fizike-mehanika.pptx
  • Количество просмотров: 256
  • Количество скачиваний: 0
- Предыдущая Температура и тепловое равновесие. Определение температуры
Следующая - Современная семья

Похожие презентации

Аэробика Аэробика 180
Физические установки Физические установки 154
Объёмы тел Объёмы тел 168
Жүйріктен жүйрік озар, жарысқанда атты физикалық сайыс. 8-9 сынып Жүйріктен жүйрік озар, жарысқанда атты физикалық сайыс. 8-9 сынып 270
Поле Земли Поле Земли 139
Циолковский К.Э. Краткая биография знаменитого советского физика. Циолковский К.Э. Краткая биография знаменитого советского физика. 213
Энергосбережение и энергоэффективность Энергосбережение и энергоэффективность 162
Строение атома элемента Строение атома элемента 124
Здоровым быть здорово Здоровым быть здорово 142
Различные сопротивления в цепи переменного тока Различные сопротивления в цепи переменного тока 122
Электрическая энергия и мощность Электрическая энергия и мощность 164
Скорость света. Скорость света. 132
Единицы массы Единицы массы 133
Урок 40 Удельное сопротивление Урок 40 Удельное сопротивление 148
Исаак Ньютон Исаак Ньютон 140
Презентация по физике по теме Атмосферное давление (7 кл) Презентация по физике по теме Атмосферное давление (7 кл) 169
Термодинамические процессы изменения состояния идеального газа Термодинамические процессы изменения состояния идеального газа 118
Источники электрического тока Источники электрического тока 137
Что мы знаем о ядерной энергии Что мы знаем о ядерной энергии 126
Виды движения Виды движения 165
Строение вещества. Молекулы Строение вещества. Молекулы 144
Анализ план работы РМО 2014-2015г. Анализ план работы РМО 2014-2015г. 153
Презентация по физике 11 класс М Презентация по физике 11 класс М 184
Сонячна енергетика Сонячна енергетика 144
Презентация Кристаллические и аморфные тела Презентация Кристаллические и аморфные тела 155
Развитие учебно-познавательного интереса к физике средствами разноуровневого обучения Развитие учебно-познавательного интереса к физике средствами разноуровневого обучения 132
Первые паровозы Первые паровозы 132
Сила упругости нити Сила упругости нити 132
Прямая и обратная пропорциональная зависимость Прямая и обратная пропорциональная зависимость 98
Теплотехнический расчёт наружных ограждающих конструкций зданий Теплотехнический расчёт наружных ограждающих конструкций зданий 225