Ruch drgający

15. Ruch drgający

Drgania występują podczas trzęsień Ziemi, drga huśtawka w parku, struna gitary i membrana głośnika. Co mają wspólnego te zjawiska?

https://youtu.be/KtO3BI81olE?si=xfh5QMgE8za-DOuj

​

Przykłady ruchu drgającego

​

1. Powtarzający się cyklicznie jeden fragment ruchu – jedno drgnienie

2. Jeden punkt centralny, wokół którego ruch się odbywa – położenie równowagi O

3. Ograniczona droga ruchu – wychylenie z położenia równowagi

Główne wspólne cechy obserwowanych ruchów:

Sprawdź, czy rozumiesz czym jest ruch drgający i wykonaj zadanie nr 1:

Multiple Select

Zad. 1

Na których urządzeniach z placu zabaw dziecko będzie się poruszało ruchem drgającym?

Definicje wielkości służących do opisu ruchu drgającego:

Amplituda, A [m]

– największe wychylenie z położenia równowagi. Oznaczamy ją literą A i mierzymy w metrach (lub centymetrach, kilometrach).

Definicje wielkości służących do opisu ruchu drgającego:

Częstotliwość drgań, f [Hz]

– liczba pełnych drgań wykonanych w ciągu jednej sekundy. Oznaczamy ją literą f. Jednostką częstotliwości jest herc (symbol Hz).

- Częstotliwość ma wartość 1 Hz, jeśli w czasie jednej sekundy zachodzi jedno pełne drganie:

Heinrich Hertz badał fale elektromagnetyczne. Wykazał, że one i światło są tożsame, a ich prędkość rozchodzenia się jest taka sama. Odkrył zewnętrzny efekt fotoelektryczny. Na cześć tego uczonego jednostkę częstotliwości nazwano hercem (Hz).

​

Heinrich Hertz

Definicje wielkości służących do opisu ruchu drgającego:

Okres drgań, T [s]

– czas trwania jednego pełnego drgania. Oznaczamy go literą T i mierzymy w sekundach (lub minutach, godzinach).

Zależność między częstotliwością a okresem drgań:

Częstotliwość definiujemy jako stosunek liczby drgań n do czasu t, w którym te drgania następują. Jeżeli zamienimy czas na liczbę drgań razy okres jednego drgania, to liczbę drgań będzie można skrócić:

Okres drgań i częstotliwość drgań są więc ze sobą ściśle związane: częstotliwość jest odwrotnością okresu, czyli:

Sprawdź, czy rozumiesz czym jest częstotliwość i okres drgań wykonując zadanie nr 2:

Multiple Choice

Zad. 2

Serce biegnącego człowieka wykonuje 120 uderzeń na minutę. Wyraź tę częstotliwość w hercach i oblicz okres drgań serca tego biegacza.

(Podpowiedź: f = n/t = 1/T)

• f = 1 [Hz]

  T = 0,25 [s]

• f = 2,5 [Hz]

  T = 2 [s]

• f = 2 [Hz]

  T = 0,5 [s]

• f = 0,5 [Hz]

  T = 1 [s]

Wahadło matematyczne:
- punkt materialny (kulka o rozmiarach punktu, długość nici jest znacznie większa od średnicy kulki)
- nieważka nić (masa kulki jest znacznie większa od masy nici, więc można ją pominąć)
- nierozciągliwa nić (nić nie zmienia swojej długości podczas wahań kulki)

Ciężarek na sprężynie:
- sprężyna rozciąga się tylko w zakresie odkształceń sprężystych
- masa ciężarka jest większa od masy sprężyny

Home

Open in new tab

Copy link

Sprawdź, czy rozumiesz ruch ciężarka na sprężynie i wykonaj quiz składający się z 8 pytań:

Multiple Choice

Pyt. 1

Ciężarek wykona pełne drgnienie, jeśli przemieści się w górę z punktu A₁ do punktu A₂, a następnie opadnie w dół i wróci do punktu A₁.

• Prawda

• Fałsz

Multiple Choice

Pyt. 2

Podczas jednego pełnego okresu drgań ciężarek minie położenie równowagi tylko jeden raz.

• Prawda

• Fałsz

Fill in the Blanks

Pyt. 3

Ile razy ciężarek minie położenie równowagi podczas jednego pełnego okresu drgań?

(w kratkę wpisz odpowiednią cyfrę)

Multiple Choice

Pyt. 4

Wartość prędkości ciężarka rośnie zawsze wtedy, gdy zbliża się on do położenia równowagi, a maleje, gdy się z tego położenia oddala niezależnie, czy jest to ruch w górę czy w dół.

• Prawda

• Fałsz

Multiple Choice

Pyt. 5

Ciężarek osiąga największą wartość prędkości w punkcie:

• A₁

• O

• A₂

Multiple Choice

Pyt. 6

W położeniu A₁ prędkość ciężarka osiąga wartość zero.

• Prawda

• Fałsz

Multiple Choice

Pyt. 7

W czasie jednego okresu drgań ciężarek pokona drogę równą wartości amplitudy.

• Prawda

• Fałsz

Fill in the Blanks

Pyt. 8

W czasie jednego okresu drgań ciężarek pokona drogę równą ilu wartościom amplitudy?

(w kratkę wpisz odpowiednią cyfrę)

Home

Open in new tab

Copy link

Draw

PODSUMOWANIE

Uzupełnij tabelę odpowiednimi symbolami i jednostkami przedstawionych wielkości fizycznych.

Podpowiedź:

Użyj: Hz, T, m, s, f, A