Гармониялық тербелістер мен олардың сипаттамалары

1.2. Гармониялы тербелетін  нүктенің толық энергиясы 30мкДж тең, ал  нүктеге әсер етуші максималды күш 1,5мН тең. Тербеліс периоды 2с, ал бастапқы фаза p/3 кезіндегі осы нүкте қозғалысының теңдеуін жазыңыздар [х = 0,04 cos (p t+p/3)].

1.3. Еркін серіппеде  массалары т₁ = 500г және т₂ = 400г болатын жүктерді тарту кезінде, соңында бірдей ұзарады (l = 15см). 1) жүктердің тербеліс периодын; 2) бірдей амплитудалы кездегі жүктердің үлкен энергияға ие екендігі және оның қанша есе екенін; анықтау керек [1) 0,78с, 2) 1,25].

1.4. Физикалық маятник  ұзындығы 25см жіңішке біртекті шиыршық түрінде болады. Тербеліс жиілігі максималды мәнде болуы үшін массалық ортадан қандай қашықтықта өлшеу нүктесі болуы тиіс екендігін анықтау қажет [7,2 см].

1.5. Ұзындықтары Dl = 16см ерекшеленетін екі маятникалық маятник бірдей уақытта: біреуі п₁ =10 тербелісті, екіншісі п₂ =6 тербелісті жасайды. Маятниктердің ұзындықтарын  l₁ және l₂ анықтау керек  [l₁= 9см, l₂=25см].

1.6. Тербеліс контурында  индуктивтілігі 5мкГн және конденсатор сыйымдылығы 2НФ болатын, виткаларының жалпы саны 50 – ге тең катушка бар. Конденсатор қаламасындағы максималды күш (керену) 150В құрайды. Катушканы төмендететін максималды магниттік ағынды анықтау керек  [0,3 мкВб].

1.7. Бірдей периодты 8с және бірдей амплитудалы 2см екеуі бірдей бағытталған гармониялық тербелістердің фазалар айырмасы p/4 құрайды. Біреуінің бастапқы фазасы нөлгетең болғандағы, осы тербелістерінің қосындысының нәтижесінде алынады. Қозғалыс теңдеуін жазыңыз [х=0,037 сos ].

1.8. х=сospt және  теңдеуімен жазылатын, өзара перпендикуляр бағытта жүретін екі гармониялық тербеліске нүкте бір уақытта қатысады. Нүкте траекториясының теңдігі мен масштабқа оны сызыуды анықта [2у² – х =1].

1.9. Жүйе 100 толық тербеліс жасайтын уақыт кезінде амплитуда үш есе азаяды. Жүйе добртностын анықтау керек [286].

1.10.Тербелістік контурда  индуктивтігі 25мГн, конденсатор сыйымдылығы 10мкФ және резистор кедергісі 1Ом болатын катушка бар. Конденсатор Qm = 1мКл электрлік мөлшермен зарядталған. 1) Контур тербелісінң периодын; 2) өшетін тербелістің логарифмдік декрементін; 3) уақытқа конденсатор қаламасындағы керенудің өзгеруі тәуелдігінің теңдігін анықта [1) 3,1мс, 2) 0,05, 3) U=100с^wtcosG36pt].

1.11. Кедергісі 110Ом резистор мен конденсатор тізбектей түрде амплитудалық мәні 110В болатын сыртқы айнымалы кернеуге жалғанған. Тізбектік орнатылған токтағы амплитудалық мәні 0,5А. Ток пен сыртқы кернеу арасындағы фазалар айырмасын есепте [60⁰].

1.12. Жиілігі 50Гц айнымалы ток тізбегіне ұзындығы 50см, көлденең қиылысу алаңы 10см², құрамында 3000 витон бар катушка жалғанған. Керену мен ток арасындағы фазалар қозғалысы 60⁰ болатын катушканың активті кедергісін анықтау керек [4,1Ом].

1.13. Жиілігі 32кГц және кернеудің амплитудалық мәні 120В болатын генератор   сыйымдылығы 1нФ болатын   резонанстаушы тізбекке жалғанған. Тізбектегі активті белсендік 50м болатын конденсатордағы кернеудің амплитудалық мәнін анықта [119кВ].

1.13. Тербелмелі контур  сыйымдылығы 800 СГС конденсатордан  және индуктивтігі 2•10-3 гн-ға тең катушкадан тұрады. Контур қандай толқын ұзындығына келтірілген? Контурдың кедергісі есепке алынбайды.

1.14. Тербелмелі контурдың  индуктивтігі 2´10-3 гн-ге тең, ал  сыйымдлығы 62-ден 480 СГСС дейін  өзгере алады десек, оны толқынның  қандай диапазонына келтіруге болады? Қонтурдың кедергісі есепке алынбайды.

1.15. Сыйымдылығы 2 мкф  болғанда 1000 гц дыбыс жиілігін  алу үшін тербелмелі контурға  қандай индуктивтік қосу керек?

Контурдың кедергісі  есепке алынбайды.

1.16. Индуктивтігі L=3×10-5 гн  катушка, көлденең қимасының ауданы S=100 см2, ал пластинкаларының ара қашықтығы d=0,l mm жазық конденсатормен жалғастырылған. Контур ұзындығы 750 м толқынмен резонансқа түсетін болса, онда пластиналардың арасындағы кеңістікті толтырып тұрған ортаның диэлектрлік өтімділігі неге тең болады?

1.17. Тербелмелі контур, сыйымдылығы 0,025 мкф конденсатордан  және индуктивтігі 1,015 гц катушкадан  тұрады. Тізбектің омдық кедергісін  есепке алмаймыз. Конденсатор 2,5•І0-6 к электр мөлшерімен зарядталған. 1) Осы контур үшін конденсатордың  астарларындағы потенциал айырмасының және уақытқа байланысты тізбектегі ток күшінің өзгерісін көрсететін теңдеуді (сан коэффициент-терімен) жазу керек. 2) Конденсатордың астарларында потенциал айырмасының және ,  және   сек уақыт моменттеріндегі тізбектегі ток күшінің мәндерін табу керек. 3) Бір периодтың шегіндегі осы байланыстардың графиктерін құру керек.

1.18. Алдыңғы есептегі  тербелмелі контур үшін: 1) уақытқа  қарай, электр өрісі энергиясының, магнит өрісі энергиясының және  толық энергияның өзгерісінің   теңдеуін (сан коэффициенттерімен) жазу керек; 2) ,  және   сек – уақыт  моменттеріндегі электр өрісі энергиясының, магнит өрісі энергиясының және толық энергияның мәндерін табу керек; 3) бір периодтың шегіндегі осы байланыстардың графиктерін құру керек.

1.19. Тербелмелі контурдағы  конденсатордың астарларындағы  потенциал айырмасының уақытқа  қарай өзгеруінің тендеуі   а түрінде берілген. Конденсатордың сыйымдылығы 10-7 ф-та тең. Мыналарды: 1) тербелістің периодын, 2) контурдың индуктивтігін, 3) тізбектегі ток күшінің уақытқа қарай өзгеру заңын, 4) осы контурға сәйкес келетін толқын ұзындығын табу керек.

1.20. Тербелмелі контурдағы  ток күшінің уақыттың өтуіне  қарай өзгерісінің теңдеуі I= -0,02•sin 400pta түрде берілген. Контурдың индуктивтігі 1 гн. Мыналарды: 1) тербелістің периодын, 2) контурдың сыйымдылығын, 3) конденсатордың астарларындағы максимал потенциал айырмасын, 4) магнит өрісінің максимал энергиясын, 5) электр өрісінің максимал энергиясын табу керек.

1.21. Тербелмелі контурдың  магнит өрісінің энергиясының, оның   сек уақыт моменті үшін, электр өрісінң энергиясына қатысы неге тең болады?

1.22. Тербелмелі контур  сыйымдылығы 7 мкф конденсатор  мен индуктивтігі 0,28 гн және кедергісі  40 ом катушкадан түрады. Қонденсатор  5,6.10-4 к электр мөлшерімен зарядталған. 1) Контурдың тербеліс периодын табу керек. 2) Тербелістің өшуінің логарифмдік декрементін табу керек. 3) Конденсатордың астарларындағы потенциал айырмасының уақытқа байланысты өзгеруінің теңдеулерін жазу керек. 4) Потенциал айырмасының , Т,  және 2Т сек уақыт моменттеріндегі мәндерін табу керек. 5) Екі периодтың шегіндегі графикті U=f(t) құру керек.

 

 

 

 

 

Бақылау сұрақтары. 

 

1.     Тербеліс дегеніміз не? Еркін тербеліс, гармониялық тербеліс және периодты процестер дегеніміз не?

2.     Тербелістің циклдік жиілігіне, жиілігіне, периодына, фазасына, амплитудасына анықтама беріңдер?

3.     Тұрақты гармониялық тербеліс кезіндегі (араласу) орынбасу фазасы мен амплитуда, жылдамдық пен жеделдету байланыстары қандай?

4.     Амплитуданың айнымалы вектор әдісінің мәні неде?

5.     Уақыт функциясы секілді гравитациялық тербелмелі нүкте жылдамдығы мен жеделдігі үшін формула ендіріңдер.

6.     Гармониялық тербеліс кезіндегі кинетикалық, потенциялдық және толық энергия үшін формула енгізіңдер және сипаттаңдар.

7.     Орындаушы күштің максималды мәніне гармониялық тербелістің толық энергиясының осы тербелісті туындататын қатынасына тең?

8.     Серіппеге денелерді ілу кезінде тербеліс жиіліктерін өлшей отырып, дене массасы арасын өзара қалай салыстыруға болады?

9.     Гармониялық осцилятор, серіппелі маятник, физикалық және математикалық маятник дегеніміз не?

10. Серіппелі, физикалық  және математикалық маятниктер  тербеліс периоды үшін формула  ендіру.

11. Физикалық маятниктің  келтірілген ұзындығы дегеніміз  не?

12. Тербелістің контурдағы еркін гармониялық тербеліс кезінде қандай процестер жүреді? Оның периоды немен анықталады?

13. Контурдағы еркін  гармониялық тербелістің дифференциялдық  теңдігін жазып, талдаңдар. 

14. Соғу дегеніміз не? Соғу периоды мен жиілігі неге тең?

15. Бірдей периодты  екі өзара перпендикуляр гармониялық  тербелістерде бір мезгілде қатысатын  нүкте траекториясы қандай? Тік  шеңбер қашан алынады? 

16. Лисаж фигурасының  түрі бойынша қосылаты тербеліс  жиіліктерінің қатынастарын қалай  анықтауға болады?

17. Өшетін тербелістің  дифференциялды теңдігі мен оның  шешімін жазыңдар. Оларды  механикалық және электромагниттік тербелістер үшін талдаңдар.

18. Тербелуші дене масса  ұлғаюымен өзіндік тербеліс жиілігі  қалай өзгереді?

19. Өшетін тербеліс  амплитудасы қандай заңмен өзгереді? Өшетін тербеліс периодты болып табылады ма?

20. Неліктен өшетін  тербеліс жиілігі жүйенің өзіндік  тербеліс жиілігінен аз болуы  тиіс?

21. Өшу коэффициенті, өшу  декременті, өшудің логарифмдік  декременті дегеніміз не? Осы  шамалардың физикалық мәні неде?

22. Қандай жағдайда  апериодтық қозғалыс байқалады? 

23. Автотербелістер дегеніміз  не? Мәжбүрлі және еркін өшетін  тербелістер ерекшелігі неде? Олар  қандай жерде қолданылады? 

24. Мәжбүрлі тербеліс  дегеніміз не? Мәжбүр тербелістің  дифференциялды теңдеуін жазып, оны шешіңдер. Механикалық және электромагниттік тербелістер үшін оның талдауын жүргізіңдер.    

25.Мәжбүрлі тербеліс амплитудасы неге тәуелді? Резонанс, кезіндегі амплитуда мен фазалар үшін мәнді жаз.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды.        

 Бұл электронды оқулық  жалпы физика курсындағы «Электромагниттік тербелістер.» тарауына жасалынған. Бұл электронды оқулықты колледждер мен ЖОО-да оқитын студенттер үшін даярланған.         

 Дипломдық жұмысты  электронды оқулыққа негізделіп  жазудың мақсаты, ақпараттық технологиялардың жетістіктерін кеңінен пайдалана отырып, жаратылыстану жөніндегі іргелі ғылымдар қатарына жататын физика ғылымының негіздерін студенттер терең түсініп, игеруге мүмкіндік жасау.

Бұл мақсатқа жету жолында  мынадай мәселелерді шешуге тура келді:

·        Баяндалатын тақырыпқа теориялық түсінік беретін мәтін даярлау.

·        Баяндалатын тақырыптың  ішкі мазмұнын ашып көрсететін интерактивті суреттер, анимациялық және мультимедиялық материалдар.

·        Тақырыптың материалдарын қаншалықты сәтті игергенін студенттердің өздеріне тексеруге  мүмкіндік беретін интерактивті тестік  бағдарламалар даярлау.

Осы жоғарыда айтылған мәселелер  бұл электронды оқулықтың яғни менің  дипломдық жұмысымның белгілі бір  мәселелерінде өз шешімін тапты.

Компьютерлік  оқу құралы жалпы оқу жүйесіне қойылатын талаптарға сәйкес жасалады, ал оның ақпараттык-әдістемелік негзін жоғарыда айтылған материалдар құрайды. Ол алдын ала жоба бойынша анықталған компьютерлік технология негізінде жасалған білм беру мәселелерін шешіп, оқыту-үйрету функциялары мен оқу процесін басқару істерін жүзеге асыруы тиіс.

Мен бұл дипломдық жұмысымды яғни электронды оқулықты жасауда HTML тілінде жасадым. Бұл жұмысты жеңілететін Front Page бағдарламасын пайдаландым.

Білім жүйесін ақпараттандыру ісін ары қарай дамыту барлық пәндер бойынша компьютерлік оқулықтарды кеңінен оқу процесіне енгізу арқылы оқу жүйесін жаңа сатыға көтеру болып табылады. Сонда ғана білімді ақпараттандыру ісінің нақты экономикалық тиімділікке қол жеткізуге мүмкіндік беретіні талас тудырмаса керек

Пайдаланған әдебиеттер тізімі

1.                Трофимова Т.И. Курс физики,  Москва,: Высшая школа, 1990

2.                 Трофимова Т.И. Оптика и атомная физика. М.Выс.шк. 1999 

3.                 Сивухин Д.В. Общей курс физики. –М.Наука 1990

4.                 Савельев В.И. Жалпы физика курсы. -III том. Алматы, Мектеп.1989

5.                 Савельев В.И. Общей курс физики. -III том. М.Наука 1988

6.                 Полатбеков П. Оптика. Алматы, Мектеп, 1971

7.                 Зисман Г.А., О.М.Тодес. Курс общей физики. В 3 т. М. Наука, 1979.

8.                 Мясников С.П., Осанова Т.Н. Пособие по физике, М.; Высшая школа,1976

9.                 Бектенов Б.М.(Л), Решение задач по физике, Алматы, Эверо, 2005

10.            Ысқақов Б.М., Ағұлықов А.А., Шабулов Н.Б., Физикадан есеп шығару мысалдары, Алматы, Мектеп,1987

11.            Фирганг Е.В., Руководство к решению задач по курсу общей физики, М.; Высшая школа,1978

12.            Альберт Д., Альберт Е., Macromedia Flash Professional 8, Санкт-Петербург,2006

13.            Информатика негіздері №1, 2005

14.            Информатика негіздері №3, 2005

15.            Информатика негіздері №1, 2006

16 .      Компьютерная технология обучения: Словарь-справочник / Под редакцией В.Ю. Гриценко, А.М. Довгялло, А.Я. Савельева - К.: "Наукова думка", 1992.

17.     Нүрғалиева Г.Қ. Электрондық оқулықтар - мұғалім мен оқушы арасындағы әрекеттестікті гуманизациялау құралы // "Информатика негіздері" республикалық журналы, N 2, 2002. — 2-3 б.

18.    Тажигулова А.И. Коструирование электронных учебников // Научно-практический журнал "Информационные технологии в Казахстане", N 1, 2000. - С. 42-43.

19.     Виштынецкий Е. И., Кривошеев А. О. Вопросы применения информационных технологий в сфере образования и обучения // Информационные технологии, 1998, N2.-0. 32-36.

20.     Сливина Н.А., Фомин С.С. Компьютерное учебное пособие "Высшая математика для инженерных специальностей" // КомпьютерПресс. - 1997. - N 8. - С. 72-77.