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: 243
  • Количество скачиваний: 0
- Предыдущая Температура и тепловое равновесие. Определение температуры
Следующая - Современная семья

Похожие презентации

Агрегатные состояния вещества Агрегатные состояния вещества 135
Презентация по физике на тему Электромагнитное поле (11класс). Презентация по физике на тему Электромагнитное поле (11класс). 231
Явление электромагнитной индукции 9 класс Явление электромагнитной индукции 9 класс 132
Варианты КИМ ГИА по физике Варианты КИМ ГИА по физике 152
Сила тока. Амперметр Сила тока. Амперметр 147
Что изучает физика. Физические явления, наблюдения и опыты Что изучает физика. Физические явления, наблюдения и опыты 131
Презентация к уроку Электризация тел Презентация к уроку Электризация тел 149
Полупроводники. Полупроводниковые приборы Полупроводники. Полупроводниковые приборы 122
Интерактивный тренажёр Обозначение элементов электрической цепи Интерактивный тренажёр Обозначение элементов электрической цепи 128
ТЕРМОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ ТЕРМОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ 150
Силы Трение Силы Трение 126
Отражение света Отражение света 133
Ворот-разновидность рычага Ворот-разновидность рычага 182
Горение электрической дуги Горение электрической дуги 125
Рычаги в технике, быту и природе Рычаги в технике, быту и природе 132
Устойчивость дисперсных систем Устойчивость дисперсных систем 131
прямолинейное переменное движение прямолинейное переменное движение 131
Основы здорового образа жизни школьника Основы здорового образа жизни школьника 138
История спорта Олимпийских игр История спорта Олимпийских игр 131
Презентация по физике на тему Строение атома. Схема опыта Резерфорда (8 класс) Презентация по физике на тему Строение атома. Схема опыта Резерфорда (8 класс) 143
Развитие атомно-молекулярной гипотезы Развитие атомно-молекулярной гипотезы 119
Электрический ток в металлах Электрический ток в металлах 136
Момент силы. Применение закона равновесия рычага к блоку Момент силы. Применение закона равновесия рычага к блоку 163
Закон всемирного тяготения Закон всемирного тяготения 164
Игры футбол Игры футбол 290
Основы электротехники Основы электротехники 167
Презентация по физики на тему: Волны Презентация по физики на тему: Волны 145
Понятие о равновесии фаз Понятие о равновесии фаз 121
ИКТ на уроках физики ИКТ на уроках физики 130
Плоское зеркало Плоское зеркало 112