kmitavý pohyb

Aké zariadenia konajú opakovane rovnaký pohyb?

• kyvadlo

• teleso zavesené na pružine

• tyč na jednom konci upevnená

• kvapalina v trubici

• hodinový nepokoj

Ako nazývame pohyb, ktorý sa pravidelne opakuje?

kmitavý pohyb (kmitanie)

Aké príčiny kmitavého pohybu poznáme?

• tiažová sila

• sila pružnosti pružiny

Aký môže byť kmitavý pohyb?

• priamočiary

• krivočiary

• otáčavý

• nerovnomerný

Čo je to oscilátor?

každé zariadenie, ktoré môže voľne kmitať (bez vonkajšieho pôsobenia)

• napr: kyvadlo, pružina

Čo je to kmit?

je to periodicky sa opakujúca časť kmitavého pohybu

Čo je to perióda?

čas, za ktorý prebehne jeden kmit

Ako označujeme periódu?

T

Ako inak vieme nazvať periódu?

doba kmitu

Čo je to frekvencia?

počet kmitov za jednu sekundu

Ako inak nazveme frekvenciu?

kmitočet

Ako označujeme frekvenciu?

f

Ako vypočítame frekvenciu?

1/T

Aká je jednotka frekvencie?

herz (1/s )

Čo je to rovnovážna poloha?

bod okolo, ktorého oscilátor kmitá

Aký je to harmonický kmitavý pohyb?

je to kmitavý pohyb, ktorého časový diagram má tvar sinusoidy

Ako označujeme okamžitú hodnotu vychýlenia od rovnovážnej polohy?

y

Ako vypočítame okamžitú hodnotu vychýlenia od rovnovážnej polohy?

y=y_m.sinωt

Čo je to y_m?

amplitúda vychýlenia

Čo je to ω?

uhlová rýchlosť

Ako vypočítame uhlovú rýchlosť?

ω= 2πf = 2π/T

Čo vieme povedať o tlmenom kmitaní?

• pohyb sa spomaľuje

• mechanická energia oscilátora sa mení na iné

Aké tlmené kmitanie poznáme v praxi?

• nežiadúce kmitanie = veľké tlmenie

  • tlmiče perovanie automobilov

• žiadúce kmitanie = malé tlmenie

  • hodinový nepokoj, kyvadlo

Ako definujeme rýchlosť kmitavého pohybu?

ako veľkosť rýchlosti oscilátora počas jednej periódy

Ako označujeme rýchlosť kmitavého pohybu?

v

Ako vypočítame rýchlosť kmitavého pohybu?

v=v_m.cosωt

Čo je to v_m?

maximálna rýchlosť/ amplitúda

Čo je najednoduchší oscilátor?

guľa na pružine

Ako vypočítame gravitačnú silu?

F_g=m.g

Ako vypočítame silu pružnosti?

F_p=k.Δl

Keď je oscilátor v rovnovážnej polohe ako na seba pôsobia gravitačná sila a sila pružnosti?

F_g=F_p

m.g=k.Δl

Ako označujeme hmotnosť telesa?

m

Ako označujeme tuhosť pružiny?

k

Ako označujeme predĺženie pružiny?

Δl

Ako definujeme tuhosť pružiny?

číselne zodpovedá veľkosti sily F, ktorá spôsobí predĺženie pružiny o 1 meter

Čo sa stane pri výchýleni?

výsledná sila má opačný smer ako okamžitá výchylka, výsledná sila má smer do rovnovážnej polohy

F_v=F_g-F_p

Čím je spôsobený harmonický pohyb mechanického oscilátora?

je spôsobený silou, ktorá stále smeruje do rovnovážnej polohy a je priamo úmerná okamžitej výchylke

F_v=-k.y

Ako definujeme vlastné kmitanie oscilátora?

po vychýlení z rovnovážnej polohy začne oscilátor harmonicky kmitať → vyniká vlastné kmitanie s vlastnou uhlovou frekvenciou

Od čoho závisí frekvencia vlastného kmitania?

od parametrov oscilátora → od tuhosti pružiny a od hmotnosti závažia

Ako vypočítame kynetickú energiu?

E_k=½.m.v²

Ako vypočítame potenciálnu energiu?

E_p=½.k.y² (energia pružnosti deformovanej pružiny)

Čo sa deje s amplitúdov pri skutočnom oscilátore?

amplitúda sa zmenšuje, príčinou sú vlastnosti oscilátora, prostredie (trenie), odpor vzduchu → energia kmitania sa mení na vnútornú energiu oscilátora a prostredia

Čo je to netlmené kmitanie?

ideálny prípad bez trenia, teda amplitúdy

• veličiny sú konštantné

Čo vieme povedať o nútenom kmitaní?

pri kmitani sa E spotrebúva → kmitanie zaniká, ale vieme z vonku pridávať energiu (sila vnucujúca kmitanie) počas celej periódy

• nútené kmitanie nemá vplyv na kmitanie ale veľmi ovplyvňuje amplitúdu a fázu kmitania

Čo je to rezonancia?

je to jav, ktorý vzniká pri vzájomnom pôsobení 2 oscilátorov

Čo je to rezonátor?

pôsobením zdroja sa nútene rozkmitá