1. KŠPA Kladno, s. r. o., Holandská 2531, Kladno, FYZIKA. Kapitola 8.: Kmitání Vlnění Akustika. Mgr. Lenka Hejduková Ph.D.

Transkript

1 1. KŠPA Kladno, s. r. o., Holandská 2531, Kladno, FYZIKA Kapitola 8.: Kmitání Vlnění Akustika Mgr. Lenka Hejduková Ph.D. 1

2 Kmitání periodický pohyb: pohyb který se pravidelně opakuje kmitavý pohyb - kmitání: periodický pohyb, při kterém těleso pravidelně prochází rovnovážnou polohou 2

3 Příklad periodického pohybu - lanovka - lanovka o délce 1200m se pohybuje stálou rychlostí 3 m. s 1, předpokládáme, že se sedačka otočí ihned. - sedačka se dostane od dolní stanice k horní za čas: t = s v = = 400s, pak se začne vracet do polohy 0 m tj. dolní stanice, kde bude v čase 800s T = 800 s 3

4 Mechanický oscilátor - kyvadlo - volně zavěšené kyvadlo je v rovnovážné poloze - po přechodu všemi polohami, vykonalo těleso jeden kmit - doba, za kterou oscilátor vykoná jeden kmit - perioda T Perioda (doba kmitu) je čas, za který se kmitající těleso dostane z T s rovnovážné polohy do následující rovnovážné polohy. t 4

5 Mechanický oscilátor - kyvadlo - kmitočet neboli frekvence f je veličina, udává kolik kmitů oscilátor vykoná za časovou jednotku f s 1, Hz f = 1 T resp. T = 1 f - frekvence - určuje výšku tónu, který zachytíme sluchem - příčinou zvuku je také mechanické kmitání - nejnižší frekvence zvuku, kterou slyšíme je asi 16 Hz a nejvyšší 16 khz - vyšší frekvenci má ultrazvuk, který neslyšíme, ale vnímají ho některá zvířata (pes, netopýr) 5

6 Harmonický kmitavý pohyb se dá vykreslit křivkou sinusoidou, kosinusoidou - charakteristiky harmonického pohybu jsou: okamžitá výchylka, rychlost, zrychlení - největší výchylka z rovnovážné polohy je amplituda výchylky y m 6

7 Příklad harmonického kmitavého pohybu kyvadla A - perioda T = 2 s - maximální výchylka y m = 10 cm 7

8 Příklad harmonického kmitavého pohybu kyvadla A - perioda T = 2 s - maximální výchylka y m = 10 cm B - perioda T = 2 s - maximální výchylka y m = 5 cm 8

9 Příklad harmonického kmitavého pohybu kyvadla A - perioda T = 2 s - maximální výchylka y m = 10 cm C - perioda T = 1,5 s - maximální výchylka y m = 10 cm 9

10 Zvuk Jakou společnou vlastnost mají tělesa: budík, reproduktory, houkačka, trumpeta, buben? 10

11 Zvuk Jakou společnou vlastnost mají tělesa: budík, reproduktory, houkačka, trumpeta, buben? Odpověď: Jsou to zdroje zvuku, protože vydávají zvuk. Jak vzniká zvuk? 11

12 Zvuk Jak vzniká zvuk? Odpověď: Zvuk vzniká chvěním kmitáním pružných těles - lidský sluch vnímá zvuk o frekvenci 16 Hz 16kHz - vyšší frekvenci má ultrazvuk, který neslyšíme, ale vnímají ho některá zvířata (pes, netopýr) - rychlost zvuku ve vzduchu za normálních podmínek: 340 m s 12

13 Zvuk Ozvěna - je odražený zvuk, který můžeme odlišit od původního zvuku - vnímáme ho za dobu kratší než 0,1s po původním zvuku Tón - je pravidelný zvuk o určité frekvenci - vlastnosti tónu: výška tónu- je dána jeho frekvencí, čím vyšší frekvence, tím vyšší tón barva tónu- je určena složením frekvencí, je charakteristická pro každý hudební nástroj nebo hlas. hlasitost tónu 13

14 Zvuk Hluk - je silný nepříjemný zvuk - jaký vliv má nadměrná hlučnost na lidský organismus? vyvolává únavu, bolesti hlavy, hučení v uších, pocit úzkosti - jednotka hladiny intenzity zvuku - jeden decibel 1 db. 14

15 db Příklad hluku 0 db práh zvuku, slyšení 10 db šelest listí na stromech (při velmi slabém vánku) 20 db volná příroda a bezvětří, padající listí 50 db normální bavení se mezi sebou, mírný déšť 60 db myčka nádobí 70 db zvuk klávesnice, pračka 70 db trvalý dlouhodobý zvuk nad tuto hranici má negativní vliv na zdraví db spláchnutí toalety, rychlovarná konvice před varem, vysavač, osobní auto v městském provozu 100 db řetězová motorová pila, řev motorky, sbíječka, rockový koncert 130 db start tryskového letadla 130 db práh bolestivosti, hrozí poškození sluchu při náhlém zvuku nad 130dB 140 db výstřel děla z bezprostřední blízkosti 15

16 Zvuk K čemu slouží mikrofon a k čemu reproduktor? Odpověď: Mikrofon je zařízení, které převádí zvuk na elektrický signál. Reproduktor naopak převádí elektrický signál na zvuk. Záznamy zvuku = nosiče zvuku - gramofonová deska, magnetofonový pásek, CD disk 16

17 Použité zdroje: LANK, Vladimír; VONDRA, Miroslav: Fyzika v kostce pro střední školy, Praha, Fragment, s.r.o., 2007 portál: htp://fyzika.jreichl.com fyzika pro ZŠ a SŠ 17