Тема 5.2 Затухающие и вынужденные колебания.
I. Цель практического занятия: 3. Закрепить и углубить знания теоретических вопросов, основных понятий и формул, способов расчёта характеристик колебаний. 4. Учится применять полученные знания для решения задач по данной теме.
II. Расчёт учебного времени:
Контрольный опрос: 1. ; S-колеблющаяся величина; -коэффициент затухания; -коэффициент сопротивления; -собственная частота колебаний без учёта сопротивления. Решение этого уравнения: , -частота затухающих колебаний. -амплитуда затухающих колебаний. 2. ; 3. 4. 5. 6. , где ; 7. ; Основная часть: Пример №1 Тр.№4.67 Начальная амплитуда затухающих колебаний маятника А0 =3 см. по истечении t1 =10 с А1 =1 см. Определить, через сколько времени амплитуда колебаний станет равной А2 =0,3 см.
Пример№2 Тр. №4.68 Тело массой m =0,6 кг, подвешенное к спиральной пружине жёсткостью k =30 н/м, совершает в некоторой среде упругие колебания. Логарифмический декремент колебаний Q =0,01. Определить: 1)время t, за которое амплитуда колебаний уменьшится в 3 раза; 2)число N полных колебаний, которые должна совершить гиря, чтобы произошло подобное уменьшение амплитуды.
Пример№3 Тр. №4.70 При наблюдении затухающих колебаний выяснилось, что для двух последовательных колебаний амплитуда второго меньше амплитуды первого на 60%. Период затухающих колебаний Т =0,5 с. Определить: 1)коэффициент затухания ; 2)для тех же условий частоту незатухающих колебаний.
Пример №4 Тр.№4.74 Частота свободных колебаний некоторой системы =65 рад/с, а её добротность Q =2. Определить собственную частоту колебаний этой системы.
Пример №5 Тр.№4.85 Собственная частота колебаний некоторой системы составляет 500 Гц. Определить частоту затухающих колебаний этой системы, если резонансная частота =499 Гц.
Пример №6 Тр.№4.86 Период затухающих колебаний системы составляет 0,2 с, а отношение амплитуд первого и шестого колебаний равно 13. Определить резонансную частоту данной колебательной системы.
Пример №7 Тр.№4.88 Гиря массой m =400 г, подвешенная на спиральной пружине жёсткостью k =40 н/м, опущена в масло. Коэффициент сопротивления r для этой системы составляет 0,5 кг/с. На верхний конец пружины действует вынуждающая сила, изменяющаяся по закону , Н. Определить: 1)амплитуду вынужденных колебаний, если частота вынуждающей силы вдвое меньше собственной частоты колебаний; 2)частоту вынуждающей силы, при которой амплитуда вынужденных колебаний максимальна; 3)резонансную амплитуду.
Пример №8 Тр.№4.89 Гиря массой m =20 г, подвешенная на спиральной пружине жёсткостью k =50 н/м, совершает колебания в вязкой среде с коэффициентом сопротивления r =0,2 кг/с. На верхний конец пружины действует вынуждающая сила, изменяющаяся по закону , Н. Определить: 1)частоту собственных колебаний; 2)резонансную частоту ; 3)резонансную амплитуду АРЕЗ; 4)статическое отклонение.
Заключительная часть: Задание на самостоятельное решение: Т.И.Трофимова. «Сборник задач по курсу физики»: № 4.64; 4.66; 4.71; 4.73; 4.84; 4.87. Тема 5.3 Упругие волны.
I. Цель практического занятия:
II. Расчёт учебного времени:
Контрольный опрос:
- длина волны; - скорость; -частота; Т -период.
смещение точки с координатой x в момент времени t от положения равновесия. - волновое число.
- групповая скорость. - амплитуда стоячей волны.
m= 0; 1; 2;-координаты пучности.
Основная часть Пример№1 Тр.№4.117 Две точки лежат на луче и находятся от источника колебаний на расстояниях x1 =4 м и x2 =7 м. период колебаний Т =20 мс и скорость распространения волны равна 300 м/с. Определить разность фаз колебаний этих точек.
Пример№2 Тр.№4.118 Волна распространяется в упругой среде со скоростью =150 м/с. Определить частоту колебаний, если минимальное расстояние между точками среды, фазы колебаний которых противоположны, равно 0,75 м.
Пример№3 Тр.№4.120 Звуковые колебания с частотой =450 Гц и амплитудой А =0,3 мм распространяются в упругой среде. Длина волны =80 см. определить: 1)скорость распространения волн; 2)максимальную скорость частиц среды.
Пример№4 Тр.№4.121 Плоская синусоидальная волна распространяется вдоль прямой, совпадающей с положительным направлением оси x в среде, не поглощающей энергию, со скоростью =10 м/с. Две точки, находящиеся на этой прямой на расстояниях x1 =7м и x2 =10м от источника колебаний, колеблются с разностью фаз . Амплитуда волны А =5 см. Определить: 1)длину волны ; 2)уравнение волны; 3)смещение второй точки в момент времени =2 с.
Пример№5 Тр.№4.128 Два когерентных источника посылают поперечные волны в одинаковых фазах. Периоды колебаний Т =0,2 с. Скорость распространения волн в среде =800 м/с. Определить, при какой разности хода в случае наложения волн будет наблюдаться: 1) ослабление колебаний; 2) усиление колебаний.
Пример№6 Тр.№4.130 Два динамика расположены на расстоянии d =2,5 м друг от друга и воспроизводят один и тот же музыкальный тон на частоте =1500 Гц. Приёмник находится на расстоянии l =4 м от центра динамиков. Принимая скорость звука =340 м/с, определить на какое расстояние от центральной линии параллельно динамикам надо отодвинуть приёмник, чтобы он зафиксировал первый интерференционный минимум.
Пример№7 Тр.№4.134 Определить длину волны , если расстояние между первым и четвёртым узлами стоячей волны равно 30см.
Пример№8 Тр №4.147 Скорость распространения звуковой волны в газе с молярной массой М =2,9·10-2 кг/моль при t =20°С составляет 343 м/с. Определить отношение молярных теплоёмкостей газа при постоянных давлении и объёме.
Пример№9 Тр. №4.154 Электропоезд проходит со скоростью 54 км/ч мимо неподвижного приёмника и даёт гудок, частота которого 300 Гц. Принимая скорость звука равной 340 м/с, определить частоту тона звукового сигнала гудка поезда.
Пример№10 Тр.№4.155 Поезд проходит со скоростью 54 км/ч мимо неподвижного приёмника и подаёт звуковой сигнал. Приёмник воспринимает скачок частотой =53 Гц. Принимая скорость звука равной 340 м/с, определить частоту тона звукового сигнала гудка поезда.
Заключительная часть
Т.И.Трофимова «Сборник задач по курсу физики.» №4.122; 4.127; 4.131;4.136; 4.148; 4.156.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|