WorksheetsΜηχανικές ταλαντώσεις - Greg Drakopoulos
Total questions: 56
Worksheet time: 28mins
Ο ωροδείκτης ενός ρολογιού έχει περίοδο σε ώρες (h):
1h
12h
24h
48h
Σε μια εξαναγκασμένη ταλάντωση η συχνότητα του διεγέρτη είναι μικρότερη από την ιδιοσυχνότητα του ταλαντωτή. Αυξάνουμε συνεχώς τη συχνότητα του διεγέρτη. Το πλάτος της εξαναγκασμένης ταλάντωσης θα
αυξάνεται συνεχώς.
μειώνεται συνεχώς.
μένει σταθερό.
αυξάνεται αρχικά και μετά θα μειώνεται.
Σε μια εξαναγκασμένη ταλάντωση η συχνότητα του διεγέρτη είναι μεγαλύτερη της ιδιοσυχνότητας του ταλαντωτή. Αν αυξάνουμε συνεχώς τη συχνότητα του διεγέρτη, το πλάτος της εξαναγκασμένης ταλάντωσης θα:
μένει σταθερό
αυξάνεται συνεχώς
μειώνεται συνεχώς
αυξάνεται αρχικά και μετά θα μειώνεται.
Υλικό σημείο εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση υπό την επίδραση συνισταμένης δύναμης F. Αν x είναι η απομάκρυνση του σημείου από τη θέση ισορροπίας του και D θετική σταθερά, τότε για τη δύναμη ισχύει:
F = D
F = D x
F = – D x
F = 0
Κατά τη φθίνουσα μηχανική ταλάντωση
το πλάτος παραμένει σταθερό.
η μηχανική ενέργεια διατηρείται.
το πλάτος μεταβάλλεται σύμφωνα με τη σχέση Α=ΑoeΛt, όπου Λ θετική σταθερά.
έχουμε μεταφορά ενέργειας από το ταλαντούμενο σύστημα στο περιβάλλον.
Ένα σύστημα ελατηρίου - μάζας εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση πλάτους Α. Αν τετραπλασιάσουμε την ολική ενέργεια της ταλάντωσης αυτού του συστήματος, τότε
η συχνότητα ταλάντωσης θα διπλασιαστεί.
η σταθερά επαναφοράς θα τετραπλασιαστεί.
το πλάτος της ταλάντωσης θα τετραπλασιαστεί.
η μέγιστη ταχύτητα ταλάντωσης θα διπλασιαστεί.
Αν στον αρμονικό ταλαντωτή εκτός από την ελαστική δύναμη επαναφοράς ενεργεί και δύναμη αντίστασης F=-bυ, με b=σταθερό, το πλάτος της ταλάντωσης μεταβάλλεται με το χρόνο σύμφωνα με την εξίσωση (για Λ>0).
Α=Αo–bt
A=Aο eΛt
A=Aο e- Λt
A=Ao/Λt
Ένα σύστημα εκτελεί φθίνουσα ταλάντωση, στην οποία η αντιτιθέμενη δύναμη είναι ανάλογη της ταχύτητας. Τότε:
η μηχανική ενέργεια του συστήματος παραμένει σταθερή
το πλάτος της ταλάντωσης μειώνεται εκθετικά µε το χρόνο
η περίοδος του συστήματος μεταβάλλεται
ο λόγος δύο διαδοχικών μέγιστων απομακρύνσεων προς την ίδια κατεύθυνση μειώνεται.
Η συχνότητα ταλάντωσης f ενός συστήματος ελατηρίου - μάζας
είναι ανεξάρτητη από τη σταθερά k του ελατηρίου.
είναι ανεξάρτητη από το πλάτος Α της ταλάντωσης.
εξαρτάται από την ενέργεια του ταλαντωτή.
είναι ανεξάρτητη από τη μάζα του ταλαντωτή.
Ένας αρμονικός ταλαντωτής εκτελεί εξαναγκασμένη ταλάντωση. Όταν η συχνότητα του διεγέρτη παίρνει τις τιμές f1=5Hz και f2=10Hz, το πλάτος της ταλάντωσης είναι το ίδιο. Θα έχουμε μεγαλύτερο πλάτος ταλάντωσης, όταν η συχνότητα του διεγέρτη πάρει την τιμή:
2 Hz
4 Hz
8Hz
12 Hz
Στην απλή αρμονική ταλάντωση, το ταλαντούμενο σώμα έχει μέγιστη ταχύτητα:
στις ακραίες θέσεις της τροχιάς του.
όταν η επιτάχυνση είναι μέγιστη.
όταν η δύναμη επαναφοράς είναι μέγιστη.
όταν η δυναμική του ενέργεια είναι μηδέν.
Σε µία φθίνουσα ταλάντωση ο λόγος δύο διαδοχικών μέγιστων απομακρύνσεων προς την ίδια κατεύθυνση παραμένει σταθερός. Στην περίπτωση αυτή το πλάτος της ταλάντωσης:
μειώνεται εκθετικά µε το χρόνο
μειώνεται ανάλογα µε το χρόνο
παραμένει σταθερό
αυξάνεται εκθετικά µε το χρόνο.
Η σχέση που συνδέει την περίοδο (Τ) και τη συχνότητα (f) σε ένα περιοδικό φαινόμενο, είναι:
f2=T
fT=1
T2f=1
Τf2 =1
Η ιδιοσυχνότητα ενός συστήματος που εκτελεί εξαναγκασμένη ταλάντωση χωρίς τριβή είναι 20Hz. Το πλάτος της ταλάντωσης γίνεται μέγιστο όταν η συχνότητα του διεγέρτη είναι:
10Hz
20Hz
30Hz
40Hz
Η εξίσωση της απομάκρυνσης σε έναν απλό αρμονικό ταλαντωτή, πλάτους A και κυκλικής συχνότητας ω, δίνεται από τη σχέση: x=Αηµωt. Η εξίσωση της ταχύτητας δίνεται από τη σχέση:
υ=Aωηµωt
υ= -Aωηµωt
υ=Aωσυνωt
υ= -Aωσυνωt.
Το πλάτος ταλάντωσης ενός απλού αρμονικού ταλαντωτή διπλασιάζεται. Τότε:
η ολική ενέργεια διπλασιάζεται
η περίοδος παραμένει σταθερή
η σταθερά επαναφοράς διπλασιάζεται
η μέγιστη ταχύτητα τετραπλασιάζεται.
Σε μια φθίνουσα ταλάντωση που το πλάτος μειώνεται εκθετικά µε το χρόνο:
το μέτρο της δύναμης που προκαλεί την απόσβεση είναι ανάλογο της απομάκρυνσης.
ο λόγος δύο διαδοχικών πλατών προς την ίδια κατεύθυνση δεν διατηρείται σταθερός.
η περίοδος διατηρείται σταθερή για ορισμένη τιμή της σταθεράς απόσβεσης.
το μέτρο της δύναμης που προκαλεί την απόσβεση είναι σταθερό.
Με την πάροδο του χρόνου και καθώς τα αμορτισέρ ενός αυτοκινήτου παλιώνουν και φθείρονται:
η τιμή της σταθεράς απόσβεσης b αυξάνεται.
η τιμή της σταθεράς απόσβεσης b μειώνεται.
το πλάτος της ταλάντωσης του αυτοκινήτου, όταν περνά από εξόγκωμα του δρόμου, μειώνεται πιο γρήγορα.
η περίοδος των ταλαντώσεων του αυτοκινήτου παρουσιάζει μικρή αύξηση
Σε μια απλή αρμονική ταλάντωση έχουν πάντα την ίδια φορά:
η ταχύτητα και η επιτάχυνση.
η ταχύτητα και η απομάκρυνση.
η δύναμη επαναφοράς και η απομάκρυνση.
η δύναμη επαναφοράς και η επιτάχυνση.
Ένα σώμα εκτελεί αρμονική ταλάντωση πλάτους Α. Η ταχύτητα του σώματος
έχει την ίδια φάση με την επιτάχυνση.
είναι μέγιστη στις ακραίες θέσεις.
είναι μέγιστη, κατά μέτρο, στη θέση ισορροπίας.
έχει πάντα αντίθετη φορά από τη δύναμη επαναφοράς.
Ένας ταλαντωτής τη χρονική στιγμή t1 έχει ενέργεια ταλάντωσης Ε και πλάτος ταλάντωσης Α. Τη χρονική στιγμή t2 που έχει χάσει τα 3/4 της αρχικής του ενέργειας το πλάτος της ταλάντωσής του είναι:
A/4
3A/4
A/2
A/3
Το διάγραμμα του σχήματος παριστάνει την ταχύτητα ενός σώματος που εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση σε συνάρτηση με το χρόνο. Στην περίπτωση αυτή
στα σημεία 1 και 5 το σώμα βρίσκεται στη μέγιστη απομάκρυνση.
στα σημεία 2 και 4 το σώμα βρίσκεται στη μέγιστη απομάκρυνση.
στα σημεία 4 και 5 το σώμα βρίσκεται στη θέση ισορροπίας.
στα σημεία 3 και 4 το σώμα βρίσκεται στη θέση ισορροπίας.
Όταν σε μια απλή αρμονική ταλάντωση διπλασιάσουμε το πλάτος της, τότε διπλασιάζεται και η
περίοδος.
συχνότητα.
ολική ενέργεια.
μέγιστη ταχύτητα.
Σε μια φθίνουσα ταλάντωση που η αντιτιθέμενη δύναμη περιγράφεται από τη σχέση F=-bυ, με b σταθερό.
ο λόγος δύο διαδοχικών πλατών μειώνεται σε σχέση με το χρόνο.
η περίοδος της ταλάντωσης εξαρτάται από το πλάτος.
το πλάτος παραμένει σταθερό σε σχέση με το χρόνο.
η περίοδος παραμένει σταθερή σε σχέση με το χρόνο.
Στις εξαναγκασμένες ταλαντώσεις ένα σύστημα ταλαντώνεται με συχνότητα που είναι ίση με
την ιδιοσυχνότητά του.
τη συχνότητα του διεγέρτη.
τη διαφορά ιδιοσυχνότητας και συχνότητας του διεγέρτη.
το άθροισμα ιδιοσυχνότητας και συχνότητας του διεγέρτη.
Σώμα μάζας m που είναι προσδεμένο σε οριζόντιο ελατήριο σταθεράς k, όταν απομακρύνεται από τη θέση ισορροπίας κατά Α, εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση με περίοδο Τ. Αν τετραπλασιάσουμε την απομάκρυνση Α, η περίοδος της ταλάντωσης γίνεται
2Τ
Τ
Τ/2
4Τ
Η συχνότητα της εξαναγκασμένης ταλάντωσης είναι
πάντα ίση µε την ιδιοσυχνότητα της ταλάντωσης.
πάντα μεγαλύτερη από την ιδιοσυχνότητα της ταλάντωσης.
ίση µε τη συχνότητα του διεγέρτη.
πάντα μικρότερη από την ιδιοσυχνότητα της ταλάντωσης.
Απλός αρμονικός ταλαντωτής εκτελεί ταλάντωση πλάτους Α. Διατηρούμε σταθερό το πλάτος της ταλάντωσης και τριπλασιάζουμε τη μάζα του ταλαντωτή. Τότε:
η περίοδος ταλάντωσης τριπλασιάζεται
η ολική ενέργεια της ταλάντωσης παραμένει σταθερή
το μέτρο της μέγιστης ταχύτητας διπλασιάζεται
το μέτρο της μέγιστης επιτάχυνσης διπλασιάζεται.
Ένα σώμα εκτελεί γραμμική αρμονική ταλάντωση. Όταν διέρχεται από τη θέση ισορροπίας
η κινητική του ενέργεια είναι μηδέν.
η επιτάχυνσή του είναι μέγιστη.
η δύναμη επαναφοράς είναι μηδέν.
η δυναμική του ενέργεια είναι μέγιστη.
Στην απλή αρμονική ταλάντωση
η δυναμική ενέργεια παραμένει σταθερή.
η ολική ενέργεια μεταβάλλεται αρμονικά με το χρόνο.
η ολική ενέργεια παραμένει σταθερή.
η κινητική ενέργεια παραμένει σταθερή.
Σε μια φθίνουσα ταλάντωση της οποίας το πλάτος μειώνεται εκθετικά με τον χρόνο
η ενέργεια του ταλαντωτή είναι συνεχώς σταθερή.
η συχνότητα αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου.
ο λόγος δύο διαδοχικών μέγιστων απομακρύνσεων προς την ίδια κατεύθυνση διατηρείται σταθερός.
το πλάτος μειώνεται γραμμικά με τον χρόνο.
Σε μια απλή αρμονική ταλάντωση η απομάκρυνση και η επιτάχυνση την ίδια χρονική στιγμή
έχουν πάντα αντίθετο πρόσημο.
έχουν πάντα το ίδιο πρόσημο.
θα έχουν το ίδιο ή αντίθετο πρόσημο ανάλογα με την αρχική φάση της απλής αρμονικής ταλάντωσης.
μερικές φορές έχουν το ίδιο και άλλες φορές έχουν αντίθετο πρόσημο.
Σε μια φθίνουσα μηχανική ταλάντωση της οποίας το πλάτος μειώνεται εκθετικά με τον χρόνο, για ορισμένη τιμή της σταθεράς απόσβεσης, η περίοδος της ταλάντωσης με την πάροδο του χρόνου
αυξάνεται
διατηρείται σταθερή
μειώνεται γραμμικά
μειώνεται εκθετικά
Η συνολική δύναμη F που ασκείται σε ένα σώμα που εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση συνδέεται με την απομάκρυνση x από τη θέση ισορροπίας του σώματος με τη σχέση (D θετική σταθερά)
F=Dx
F= -Dx2
F= -Dx
F=Dx2
Σε μια φθίνουσα ταλάντωση στην οποία η δύναμη απόσβεσης είναι ανάλογη της ταχύτητας του σώματος, με την πάροδο του χρόνου
η περίοδος μειώνεται.
η περίοδος είναι σταθερή.
το πλάτος διατηρείται σταθερό.
η ενέργεια ταλάντωσης διατηρείται σταθερή.
Μηχανικό σύστημα έχει ιδιοσυχνότητα ίση με 10Hz και εκτελεί εξαναγκασμένη ταλάντωση. Το σύστημα απορροφά ενέργεια κατά το βέλτιστο τρόπο, όταν η συχνότητα του διεγέρτη είναι
1Hz
10Hz
100Hz
1000Hz
Σε μια φθίνουσα ταλάντωση, όπου η δύναμη που αντιτίθεται στη κίνηση είναι της μορφής Fαντ= -bυ, όπου b θετική σταθερά και υ η ταχύτητα του ταλαντωτή,
όταν αυξάνεται η σταθερά απόσβεσης η περίοδος μειώνεται.
το πλάτος διατηρείται σταθερό.
η σταθερά απόσβεσης εξαρτάται από το σχήμα και το μέγεθος του αντικειμένου που κινείται.
η ενέργεια ταλάντωσης διατηρείται σταθερή.
Κατά τη διάρκεια μιας εξαναγκασμένης ταλάντωσης
έχουμε πάντα συντονισμό
η συχνότητα της ταλάντωσης δεν εξαρτάται από τη συχνότητα της διεγείρουσας δύναμης
για δεδομένη συχνότητα του διεγέρτη το πλάτος της ταλάντωσης παραμένει σταθερή.
η ενέργεια που προσφέρεται στο σώμα δεν αντισταθμίζει τις απώλειες
Σε μία εξαναγκασμένη μηχανική ταλάντωση, για ορισμένη τιμή της συχνότητας του διεγέρτη, το πλάτος της ταλάντωσης
παραμένει σταθερό.
μειώνεται εκθετικά με το χρόνο.
αυξάνεται εκθετικά με το χρόνο.
μειώνεται γραμμικά με το χρόνο.
Σε μια φθίνουσα μηχανική ταλάντωση η δύναμη αντίστασης έχει τη μορφή Fαντ=-bυ. Αρχικά η σταθερά απόσβεσης έχει τιμή b1. Στη συνέχεια η τιμή της γίνεται b2 με b2>b1. Τότε:
Το πλάτος της ταλάντωσης μειώνεται πιο γρήγορα με το χρόνο και η περίοδός της παρουσιάζει μικρή μείωση.
Το πλάτος της ταλάντωσης αυξάνεται πιο γρήγορα με το χρόνο και η περίοδός της παρουσιάζει μικρή αύξηση.
Το πλάτος της ταλάντωσης μειώνεται πιο γρήγορα με το χρόνο και η περίοδός της παρουσιάζει μικρή αύξηση.
Το πλάτος της ταλάντωσης αυξάνεται πιο γρήγορα με το χρόνο και η περίοδός της παρουσιάζει μικρή μείωση.
Σε μια μηχανική ταλάντωση της οποίας το πλάτος φθίνει χρονικά ως Α=Αοe-Λt, όπου Α0 είναι το αρχικό πλάτος της ταλάντωσης και Λ είναι μια θετική σταθερά, ισχύει ότι:
οι μειώσεις του πλάτους σε κάθε περίοδο είναι σταθερές
η δύναμη αντίστασης είναι Fαντ = -bυ2 όπου b είναι η σταθερά απόσβεσης και υ η ταχύτητα του σώματος που ταλαντώνεται
η περίοδος Τ της ταλάντωσης μειώνεται με το χρόνο για μικρή τιμή της σταθεράς απόσβεσης b
η δύναμη αντίστασης είναι Fαντ = -bυ, όπου b είναι η σταθερά απόσβεσης και υ η ταχύτητα του σώματος που ταλαντώνεται.
Σε μία απλή αρμονική ταλάντωση η ταχύτητα του σώματος που ταλαντώνεται δίνεται από τη σχέση υ=Aωημωt. Τότε η απομάκρυνση x από τη θέση ισορροπίας δίνεται από τη σχέση:
x=Aημωt
x=Aσυνωt
x=Aημ(ωt+π)
x=Aημ(ωt+ 3π/2)
Σε μια φθίνουσα ταλάντωση η δύναμη που προκαλεί την απόσβεση είναι της μορφής F=-bυ, όπου b θετική σταθερά και υ η ταχύτητα του σώματος που ταλαντώνεται. Το έργο της δύναμης αυτής είναι
θετικό, όταν το σώμα κινείται προς την αρνητική κατεύθυνση
πάντα αρνητικό
πάντα θετικό
μηδέν για μια πλήρη ταλάντωση.
Η δύναμη επαναφοράς που ασκείται σε ένα σώμα μάζας m που εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση είναι ίση με F. Το πηλίκο F/m:
παραμένει σταθερό σε σχέση με το χρόνο
μεταβάλλεται αρμονικά σε σχέση με το χρόνο
αυξάνεται γραμμικά σε σχέση με το χρόνο
γίνεται μέγιστο, όταν το σώμα διέρχεται από τη θέση ισορροπίας.
Σώμα εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση με πλάτος Α. Στη θέση μέγιστης απομάκρυνσης
η κινητική ενέργεια του σώματος γίνεται μέγιστη.
η δυναμική ενέργεια της ταλάντωσης μηδενίζεται.
το μέτρο της δύναμης επαναφοράς γίνεται μέγιστο.
η επιτάχυνση του σώματος μηδενίζεται.
Η συχνότητα μιας εξαναγκασμένης ταλάντωσης
είναι ίση με τη συχνότητα του διεγέρτη
είναι πάντα ίση με την ιδιοσυχνότητα του ταλαντωτή
εξαρτάται από την αρχική ενέργεια της ταλάντωσης
είναι ίση με το άθροισμα της συχνότητας του διεγέρτη και της ιδιοσυχνότητας του ταλαντωτή.
Σε μία φθίνουσα ταλάντωση στην οποία το πλάτος μειώνεται εκθετικά με το χρόνο
η περίοδος δεν διατηρείται για ορισμένη τιμή της σταθεράς απόσβεσης b.
όταν η σταθερά απόσβεσης b μεγαλώνει, το πλάτος της ταλάντωσης μειώνεται πιο γρήγορα.
η κίνηση μένει περιοδική για οποιαδήποτε τιμή της σταθεράς απόσβεσης.
η σταθερά απόσβεσης b εξαρτάται μόνο από το σχήμα και τον όγκο του σώματος που ταλαντώνεται.
Η σταθερά απόσβεσης b μιας φθίνουσας ταλάντωσης, στην οποία η αντιτιθέμενη δύναμη είναι ανάλογη της ταχύτητας,
εξαρτάται από την ταχύτητα του σώματος που ταλαντώνεται
μειώνεται κατά τη διάρκεια της φθίνουσας ταλάντωσης
έχει μονάδα μέτρησης στο S.I. το kg.s
εξαρτάται από τις ιδιότητες του μέσου στο οποίο γίνεται η φθίνουσα ταλάντωση.
Σώμα εκτελεί εξαναγκασμένη ταλάντωση. Παρατηρείται ότι για δύο διαφορετικές συχνότητες f1 και f2 του διεγέρτη με f1<f2 το πλάτος της ταλάντωσης είναι ίδιο. Για την ιδιοσυχνότητα f0 του συστήματος ισχύει:
f0 < f1
f0 > f2
f1 < f0 < f2
f1 = f0
Ταλαντωτής εκτελεί εξαναγκασμένη ταλάντωση με τη συχνότητα f του διεγέρτη να είναι λίγο μεγαλύτερη από την ιδιοσυχνότητα f0 του ταλαντωτή. Αν ελαττώσουμε την περίοδο του διεγέρτη, το πλάτος της ταλάντωσης του ταλαντωτή
παραμένει σταθερό
αυξάνεται αρχικά και μετά ελαττώνεται
ελαττώνεται αρχικά και μετά αυξάνεται
ελαττώνεται.
Ένα σώμα εκτελεί φθίνουσα ταλάντωση με δύναμη αντίστασης στην κίνηση της μορφής F = -bu, όπου u η ταχύτητα ταλάντωσης του σώματος. Η σταθερά απόσβεσης b στο διεθνές σύστημα μονάδων μέτρησης (S.I.) μετριέται σε
kg/s
kg/s2
kg.m/s
kg.m/s2
Ταλαντωτής εκτελεί φθίνουσα ταλάντωση. Η αντιτιθέμενη δύναμη είναι ανάλογη της ταχύτητας (F=-b.u). Η ενέργεια της ταλάντωσης τη χρονική στιγμή t1 είναι ίση με Ε και το πλάτος της ίσο με Α. Αν μετά από χρόνο t η ενέργεια της ταλάντωσης είναι ίση με E/4, τότε το νέο πλάτος της ταλάντωσης θα είναι ίσο με
Α/4
Α/2
3Α/4
A
Η εξίσωση της απομάκρυνσης της ταλάντωσης σώματος μάζας m με ιδανικό ελατήριο σταθεράς k, δίνεται από τη σχέση:
x=Aημ(m2kt+φο)
φθίνουσα
ελεύθερη
εξαναγκασμένη σε συντονισμό
εξαναγκασμένη αλλά όχι σε συντονισμό
Ένα σύστημα ελατηρίου – σώματος εκτελεί εξαναγκασμένη ταλάντωση. Η
συχνότητα ταλάντωσης θα μεταβληθεί, εάν μεταβάλλουμε
τη σταθερά απόσβεσης b.
τη συχνότητα της εξωτερικής περιοδικής δύναμης.
τη σταθερά του ελατηρίου.
τη μάζα του σώματος.
Σε μια απλή αρμονική ταλάντωση, όταν ο ταλαντωτής κινείται προς τη θέση ισορροπίας:
η δυναμική ενέργεια του ταλαντωτή αυξάνεται.
το μέτρο της επιτάχυνσης του ταλαντωτή μειώνεται.
το μέτρο της ταχύτητας του ταλαντωτή μειώνεται.
το μέτρο της δύναμης επαναφοράς στον ταλαντωτή αυξάνεται.
Σε μια μηχανική ταλάντωση της οποίας το πλάτος μεταβάλλεται σύμφωνα με τη σχέση A=Aoe-Λt, όπου Αο το αρχικό πλάτος και Λ είναι μια θετική σταθερά, ισχύει ότι:
το μέτρο της δύναμης που προκαλεί την απόσβεση είναι σταθερό.
η περίοδος Τ της ταλάντωσης διατηρείται σταθερή για ορισμένη τιμή της
σταθεράς απόσβεσης b.
η περίοδος της ταλάντωσης μειώνεται με τον χρόνο για ορισμένη τιμή της
σταθεράς απόσβεσης.
το μέτρο της δύναμης που προκαλεί την απόσβεση είναι ανάλογο της
απομάκρυνσης.
