Механические колебания и волны, звуковые колебания

F5 – для просмотра

          Презентация по физике

  тема:

        «Механические колебания и

                                волны»

 

Острогожск 
2012 г

 Механические 
колебания и 
волны

Механические колебания

  

 

Механические колебания

 

Колебательное движение  характеризуют амплитудой, периодом  и частотой колебаний:

   А – амплитуда;

   Т – период;

   v – частота;

Механические колебания

 Амплитуда колебаний (А)– это максимальное расстояние, на которое удаляется колеблющееся тело от своего положения равновесия. Амплитуда колебаний измеряется в единицах длины.

 Период колебаний (Т)– это время, за которое совершается одно колебание. Период колебаний измеряется в единицах времени.

 Частота колебаний (v)– это физическая величина, равная числу колебаний, совершаемых за одну секунду. Частота измеряется в герцах (Гц).

  

  Частота колебаний

 

Механические колебания

Формулы :

  Период колебаний

            

 

 

               Виды колебаний

 

Колебания

 

Затухающие

 

Незатухающие

Виды колебаний

 

Затухающие колебания – это

             колебания, амплитуда

             которых, под действием сил

             трения или сопротивления,

             со временем уменьшается,

             и через некоторый промежуток

             времени становится равной «0»,

             т.е. тело останавливается в

             точке равновесия.

Незатухающие колебания – это 
колебания, амплитуда которых 
со временем не изменяется,  
силы трения, сопротивления  
отсутствуют.

 

Виды колебаний

График незатухающих колебаний

 

График

затухающих

колебаний

 

Виды колебаний

Виды колебаний

 

Колебания

 

Свободные

 

Вынужденные

Виды колебаний

 

 

  Свободные колебания –

         колебания, происходящие

           под действием внутренних

           сил в колебательной системе

           за счёт первоначального

           запаса энергии.

  Вынужденные колебания –

         колебания, происходящие

           под воздействием

           внешних сил, периодически

           изменяющихся с течением

           времени.   

       Нитяной и пружинный 
маятники

1) Формула  
периода колебания 
пружинного 
маятника 
 

2) Формула  
периода колебания 
математического 
маятника

 

T=2π      g  

 

                  l

 

                Резонанс

            

 

Резонанс – это резкое возрастание

          амплитуды вынужденных     

          колебаний.

   Резонанс возникает только в том случае, когда частота собственных колебаний совпадает с частотой вынуждающей силы. 

       Механические волны

Механические волны

 

   Механические волны – процесс

            распространения механических

            колебаний в различных средах –

            в твёрдых, жидких и

            газообразных телах.

Виды механических 
волн

 

Волны

 

Поперечные

 

Продольные

Виды механических волн

 

   Поперечная волна – волна, при

            распространении которой

            частицы среды колеблются

            поперёк направления её

            распространения. (Она может  

            распространяться только    

            в твёрдых телах.)

   Продольная волна – волна, при

            распространении которой

            частицы среды колеблются вдоль

            направления её распространения.

            (Она может распространяться в

            газах, в жидкостях и твёрдых телах.)

           

Скорость и длина волны

 

 Скорость волны (v) - это скорость распространения

              колебаний в упругой среде. Скорость волны

              равняется произведению длины волны на её

              частоту.

 

                         

  Длина волны ( ) – расстояние, на которое

              распространяется волна за время, равное одному

              периоду. Длина волны равняется произведению

              скорости волны на её период. 

 

λ

Скорость и длина волны

             Звуковые волны

                    

 

Звуковые волны

  Звуковые волны – упругие волны,

                                 способные вызывать

                                 слуховые ощущения.

 Органы слуха человека способны воспринимать звуки с частотой в пределах примерно от 16 Гц до

   20000 Гц. Продольные волны в среде с частотой изменения давления менее 16 Гц называют ИНФРАЗВУКОМ, с частотой более 20000 Гц – УЛЬТРАЗВУКОМ. Инфра- и ультразвуковые волны не воспринимаются человеческим ухом.

 

 

 в газах < в жидкостях <  в твёрдых телах

 

  Воздух - Вода обычная -        Железо -

  v = 331 м/с v = 1497 м/с v = 5850 м/с

  Водяной пар -       Ртуть -                       Медь -

  v = 494 м/с v = 1451 м/с v = 4700 м/с

 

           Скорость  
распространения 
звука 
в различных средах:

          Громкость звука

 

  Громкость звука определяется его амплитудой. Звуковые волны с большой амплитудой изменения звукового давления воспринимаются человеческим ухом как громкие звуки, с малой – как тихие, т.е., чем больше амплитуда колебаний в звуковой волне, тем звук громче.

                      График зависимости  
громкости звука 
от амплитуды колебаний

Высота звука

 

  Высота звука определяется его частотой. Звуковые колебания высокой частоты называются звуками высокого тона, низкой – низкого тона, т.е., чем больше частота колебаний в звуковой волне, тем выше звук. 

                    График зависимости  
высоты звука 
от частоты колебаний

                     Эхо и реверберация

 

  Эхо – это звуковые волны,

               отражённые от

               какого-либо препятствия

               и  возвратившиеся к своему

               источнику.

  Реверберация – увеличение

               длительности звука,

               вызванное его

               отражениями от различных

               препятствий.     

       Акустический резонанс 
Камертон

 

 Звуковые волны, встречаясь с любым телом, вызывают вынужденные колебания. Если частота собственных свободных колебаний тела совпадает с частотой звуковой волны, то условия для передачи энергии от звуковой волны телу оказываются наилучшими, амплитуда вынужденных колебаний при этом достигает максимального значения – наблюдается акустический резонанс.

Акустический резонанс. Камертон.

Акустический резонанс. Камертон.

 

 Наблюдать акустический

 резонанс можно в опыте с

 двумя одинаковыми

 камертонами на

 резонаторных ящиках.

 Используемая литература:

 

1)    Физика: Учеб.  для 8 кл. общеобразоват. учреждений  / С.В. Громов, Н.А. Родина.  – 4-е изд. – М.: «Просвещение»,  2002 г. – 158с.

2)    Физика. Большая  серия знаний. Москва 2004 г.  ООО «Мир книги».

3)    Энциклопедия.  Раздел «Физика». «Аванта», 

        2002 г.

4)  Справочник по элементарной физике. Н.И. Кошкин, М.Г. Ширкевич. М.: издательство «Наука», 1976 г.