Версия 14:17, 16 декабря 2009

Гіпермаркет Знань>>Фізика і астрономія>>Фізика 11 клас>> Фізика: Перетворення енергії в коливальному русі. Вимушені коливання. Резонанс

ПЕРЕТВОРЕННЯ ЕНЕРГІЇ В КОЛИВАЛЬНОМУ РУСІ. ВИМУШЕНІ КОЛИВАННЯ. РЕЗОНАНС

ЕНЕРГІЯ КОЛИВАЛЬНОГО РУХУ

У механіці розрізняють кінетичну та потенціальну енергії тіл. Кінетична енергія визначається масою тіл та швидкістю їх руху:

         _mv²
E_к = ——

            ²

Потенціальну енергію тіла у полі сил тяжіння визначають за формулою Е_п = mgh, а потенціальну енергію пружно деформованого тіла (наприклад, пружини)

             _kх²
Е_п = ^{_____
           2}
Якщо розглядати рух тягаря, прикріпленого до пружини (див. мал. 2.1, 2.2), то тут періодично змінюватимуться як швидкість руху тіла, так і сила пружності пружини. Отже, періодично будуть змінюватися кінетична й потенціальна енергії. Кінетична енергія матиме максимальні значення у моменти проходження тілом положень рівноваги, а потенціальна — у моменти перебування тіла в точках найбільших відхилень від положення рівноваги.

Досі ми вважали, що в коливальних системах втрат механічної енергії немає, тому повна механічна енергія системи залишалася сталою:

                   _{kх²            mv²}

Е_п+Ек =   ^{_____    +  _____}    =  const.
                   ^{2              2}

Кінетична енергія матиме максимальні значення у моменти проходження тілом положень рівноваги, а потенціальна— у моменти перебування тіла в точках найбільших відхилень від положення рівноваги

У разі максимального відхилення тіла від положення рівноваги повна механічна енергія системи дорівнюватиме максимальній потенціальній енергії пружно деформованої пружини:

                _kх²max       

Е_{п max}   = ^{_____ .
                    2}       

Оскільки  втратами  механічної енергії у системі ми поки що нехтуємо, то

 _{kх² max      mv²max}

 ^_____  =    ^_____   = const.
     ^{2              2}

Якщо не враховувати втрати механічної енергії у системі, то

 _{kх² max       mv²max}

 ^_____  =    ^_____   = const.
     ^{2              2}

З останнього рівняння можна легко знайти максимальне значення швидкості руху тіла в коливальному процесі. Зробіть це самі.

ЗАПИТАННЯ
1. В яких точках траєкторії тіло, що коливається, має лише потенціальну енергію?
2. В які моменти руху тіло, що коливається, має лише кінетичну енергію?
3. Як визначають потенціальну енергію тіла, що коливається? Яке максимальне значення може мати ця енергія?
4. Яке максимальне значення кінетичної енергії може мати тіло, що коливається? Яке у цьому разі значення швидкості тіла?
5. Яку повну механічну енергію має тіло, що коливається, у будь-якій точці траєкторії?

Є.В. Коршак, О.І. Ляшенко, В.Ф. Савченко, Фізика, 11 клас
Вислано читачами з інтернет-сайтів  

_{Скачати підручники та книги онлайн, планування з фізики, курси та завдання з фізики для 11 класу}

Зміст уроку
 конспект уроку і опорний каркас                      
 презентація уроку 
 акселеративні методи та інтерактивні технології
 закриті вправи (тільки для використання вчителями)
 оцінювання 

Практика
 задачі та вправи,самоперевірка 
 практикуми, лабораторні, кейси
 рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
 домашнє завдання 

Ілюстрації
 ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
 реферати
 фішки для допитливих
 шпаргалки
 гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
 зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
 підручники основні і допоміжні 
 тематичні свята, девізи 
 статті 
 національні особливості
 словник термінів                          
 інше 

Тільки для вчителів
 ідеальні уроки 
 календарний план на рік 
 методичні рекомендації 
 програми
 обговорення

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.