KMITÁNÍ MECHANICKÉHO OSCILÁTORU



Podobné dokumenty
Hlavní body. Úvod do nauky o kmitech Harmonické kmity

1.7. Mechanické kmitání

L A B O R A T O R N Í C V I Č E N Í Z F Y Z I K Y

Digitální učební materiál

= 0 C. Led nejdříve roztaje při spotřebě skupenského tepla Lt

ZÁKLADNÍ ŠKOLA a MATE SKÁ ŠKOLA STRUP ICE, okres Chomutov

MECHANICKÉ KMITÁNÍ A VLNĚNÍ

Zobrazení v rovině je předpis, který každému bodu X roviny připisuje právě jeden bod X roviny. Bod X se nazývá vzor, bod X se nazývá obraz.

mechanické kmitání aa VLNĚNÍ vlnění

10a. Měření rozptylového magnetického pole transformátoru s toroidním jádrem a jádrem EI

1. POLOVODIČOVÁ DIODA 1N4148 JAKO USMĚRŇOVAČ

Státní maturita 2011 Maturitní testy a zadání jaro 2011 Matematika: didaktický test - základní úrove obtíºnosti MAMZD11C0T02 e²ené p íklady

Popis obvodu U2407B. Funkce integrovaného obvodu U2407B

na tyč působit moment síly M, určený ze vztahu (9). Periodu kmitu T tohoto kyvadla lze určit ze vztahu:

Zrnitost. Zrnitost. MTF, rozlišovací schopnost. Zrnitost. Kinetika vyvolávání. Kinetika vyvolávání ( D) dd dt. Graininess vs.

Elektrická měření 4: 4/ Osciloskop (blokové schéma, činnost bloků, zobrazení průběhu na stínítku )

Moderní technologie ve studiu aplikované fyziky CZ.1.07/2.2.00/ Reálná čísla

1.3 Druhy a metody měření

KUFŘÍK MECHANIKA MA

Vyvažování tuhého rotoru v jedné rovině přístrojem Adash Vibrio

Moderní technologie ve studiu aplikované fyziky CZ.1.07/2.2.00/ Komplexní čísla


Zadání neotvírejte, počkejte na pokyn!

(3) Zvolíme pevné z a sledujme dráhu, kterou opisuje s postupujícím časem koncový bod vektoru E v rovině z = konst. Upravíme vztahy (2) a (3)

c sin Příklad 2 : v trojúhelníku ABC platí : a = 11,6 dm, c = 9 dm, α = Vypočtěte stranu b a zbývající úhly.

Model dvanáctipulzního usměrňovače

2.1 Pokyny k otevřeným úlohám. 2.2 Pokyny k uzavřeným úlohám TESTOVÝ SEŠIT NEOTVÍREJTE, POČKEJTE NA POKYN!

Ozubené řemeny XLH. Ozubené řemeny s palcovou roztečí. Provedení XL, L, H, XH, XXH. Konstrukční charakteristiky. Rozměrové charakteristiky

OPTIMUM M A S C H I N E N - G E R M A N Y

VŠB TUO Ostrava. Program 1. Analogové snímače

Otázka č. 18 Základní druhy antén

Příloha: Elektrická práce, příkon, výkon. Příklad: 1 varianta: Př. 1 var:

Zapojení horního spína e pro dlouhé doby sepnutí III

3.cvičení. k p = {X, Y } u(x, r 1 = XA ), v(y, r 1 = XA ) u v = {A, R} q = AR. 1. Bodem A kolmici: Zvolím bod X p k(a, r 1 = XA ),

Elektromagnetický oscilátor

pracovní list studenta

Aplikované úlohy Solid Edge. SPŠSE a VOŠ Liberec. Ing. Jiří Haňáček [ÚLOHA 03 VYSUNUTÍ TAŽENÍM A SPOJENÍM PROFILŮ.]

PROCESY V TECHNICE BUDOV cvičení 9, 10

Balancéry Tecna typ

Měření rychlosti pohybu tělesa (experiment)

7. Odraz a lom. 7.1 Rovinná rozhraní dielektrik - základní pojmy

Střídavý proud v životě (energetika)

EAGLE 1 & EAGLE 2. Manuál pro uživatele. Univerzální detektory pohybu pro automatické dveře EAGLE 1 : jednosměrný radar EAGLE 2 : dvousměrný radar

BCV1 a BCV20 Ventily odluhu

Jméno a příjmení holka nebo kluk * Třída Datum Škola

Téma, učivo Rozvíjené kompetence, očekávané výstupy Mezipředmětové vztahy Opakování učiva 2. ročníku Sčítání a odčítání oboru do 100

= T = 2π ω = 2π 12 s. =0,52s. =1,9Hz.

Komutace a) komutace diod b) komutace tyristor Druhy polovodi ových m Usm ova dav

16.1 KMITÁNÍ 16.2 HARMONICKÝ POHYB 410 KAPITOLA 16 KMITY

Mechanismy. Vazby členů v mechanismech (v rovině):

doc. Dr. Ing. Elias TOMEH

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í

Normalizace fyzikálních veličin pro číslicové zpracování

Návod na montáž, obsluhu a údržbu PRESTO 1000 VENTILY PRO SPLACHOVÁNÍ WC

Laserové skenování principy


AKUSTIKA. Zvuk je mechanické vlnění pružného prostředí, které vnímáme sluchem.


DIDAKTICKÝ TEST ELEKTRICKÝ VÝKON STŘÍDAVÉHO PROUDU

FYZIKA 2. ROČNÍK. λ = Elektromagnetické vlnění-příklady

( ) Úloha č. 9. Měření rychlosti zvuku a Poissonovy konstanty

3.5.8 Otočení. Předpoklady: 3506

6. Matice. Algebraické vlastnosti

Typové příklady ke zkoušce z Fyziky 1


( x ) 2 ( ) Další úlohy s kvadratickými funkcemi. Předpoklady: 2501, 2502

Návod k použití aplikace jízdního řádu v mobilním telefonu. Stažení

kolmo dolů (její velikost se prakticky nemění) odpor vzduchu F


9. Lineárně elastická lomová mechanika K-koncepce. Únava a lomová mechanika Pavel Hutař, Luboš Náhlík

Evropská agentura pro bezpečnost letectví

( ) = [m 3 /s] (3) S pr. Ing. Roman Vavřička, Ph.D. Postup:

Název laboratorní úlohy: Popis úlohy: Fotografie úlohy:


Elasticita a její aplikace

Měření základních vlastností OZ


Kritéria zelených veřejných zakázek v EU pro zdravotnětechnické armatury

Výrobky válcované za tepla z konstrukčních ocelí se zvýšenou odolností proti atmosférické korozi Technické dodací podmínky


3. Dynamika. Obecné odvození: a ~ F a ~ m. Zrychlení je přímo úměrné F a nepřímo úměrné m Výpočet síly a stanovení jednotky newton. F = m.

3. MĚŘICÍ PŘEVODNÍKY ELEKTRICKÝCH VELIČIN 1

Provozní řád mateřské školy

řádově různě rostoucí rostou řádově stejně rychle dvě funkce faktor izomorfismus neorientovaných grafů souvislý graf souvislost komponenta

Uživatelská příručka HLÍDAČ KOVOVÝCH PŘEDMĚTŮ HKP 6. č.dok ,

Průniky rotačních ploch

MĚŘENÍ IMPEDANCE. Ing. Leoš Koupý 2012

Ekvitermní regulátory, prostorová regulace a příslušenství

Ukázka knihy z internetového knihkupectví


Příklad 1.3: Mocnina matice

pístové dávkovací čerpadlo KARDOS N

DYNAMICKÉ VÝPOČTY PROGRAMEM ESA PT

Měření hustoty kapaliny z periody kmitů zkumavky

Antény. Zpracoval: Ing. Jiří. Sehnal. 1.Napájecí vedení 2.Charakteristické vlastnosti antén a základní druhy antén

Ploché výrobky z konstrukčních ocelí s vyšší mezí kluzu po zušlechťování technické dodací podmínky

-V- novinka. Paralelní chapadla HGPC 7.7. nízké náklady. kompaktnost. spolehlivost díky zajištění síly úchopu

Fyzikální praktikum Relaxační kmity

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Ústav fyziky a měřicí techniky Laboratoř chemických vodivostních senzorů. Měření elektrofyzikálních parametrů krystalových rezonátorů

Transkript:

KMITÁNÍ MECHANICKÉHO OSCILÁTORU 1. Periodický pohb, kineaika haronického kiání pohb příočarý, po kružnici, a a zpě vibrace, kiání, osciace kiání ůže bý nepravidené, se ae budee zabýva jen pravidený kiání, keréu říkáe HARMONICKÉ. Takové kiání je ožno popsa poocí veičin vhodného rovnoěrného pohbu po kružnici ( r =, T ) vjádři poocí rovnice: a = k zrchení a výchka od rovnovážné pooh v éže okažiku. Veičin popisující haronické kiání, fázorový diagra hp://fzika.jreich.co/index.php?sekce=browse&page=156 a) výchka ax r T T 4 π π 3T T 4 3π π rovn.pooha čas úhe π ω = π f = T = rsin ω = sinω Oázk: 1. Závaží upevněné na pružině kiá haronick s periodou sekund. Předpokádeje apiudu výchk 1 c a počáek ěření v okažiku, kd ěeso prochází rovnovážnou poohou sěre nahoru; určee okažiou výchku ěesa za jednu sekundu a 3 sekund.. Napiše rovnici = f() 5 c. s - 1 - KMITÁNÍ MECHANICKÉHO OSCILÁTORU

b) rchos a zrchení a c ω rchos a zrchení ěesa vkonávajícího haronické ki jsou projekcí obdobných veičin popisujících vhodný rovnoěrný pohb po kružnici v v cos ω = ωrcosω = ωcosω = veikos a = a sinω = ω rsinω = ω sinω, ae á opačný sěr než výchka akže výsedně c a = ω sin ω = ω Rovnice ůžee odvodi jako první a druhou derivaci výchk pode času v = / = d d = a = v / = dv d = = d d výhoda jednoduché, znaénka +/- získáe přío derivací nevýhoda pouze aeaick, ne každý vidí spojení s reáný pohbe Oázk: 3. Srovneje s první rovnicí definující haronické ki, diskuuje. 4. Nakresee podobné obrázk pro II. IV. kvadran, srovneje sěr rchosi a sěr pohbu ěesa. Ze sěru rchosi a zrchení sanove, je-i pohb zpoaený nebo zrchený. Najděe ísa s nejvěší hodnoou rchosi (zrchení) a nuovou hodnoou sejných veičin. - - KMITÁNÍ MECHANICKÉHO OSCILÁTORU

c) -, v-, a- graf I. II. III. IV. výchka čas/úhe rchos čas/úhe zrchení čas/úhe - 3 - KMITÁNÍ MECHANICKÉHO OSCILÁTORU

3. Počáeční fáze důežiá veičina, kdž nezačnee ěři čas v okažiku, kd ěeso prochází rovnovážnou poohou nahoru přísušný úhe/čas usíe přičís nebo odečís, abcho získai kopení sinusoidu nebo kosinusoidu φ ϕ = ω = sin( ω + ϕ ) v = a = je-i úhe odπ do π, počáeční fázi ůžee odečís: φ v = a = = sin( ω ϕ ) Oázk: 5. Urřee počáeční fázi, kdž: a) =.5 s, T = 4 s b) =.1 s, T = s L4/1-14, X15, 16-3 - 4 - KMITÁNÍ MECHANICKÉHO OSCILÁTORU

4. Mechanický osciáor pružin se chovají pode Hookova zákona k... uhos pružin = sía, kerá způsobí její jednokové prodoužení (=1) F k = [ k ] = N 1 I. II. k g k(+) rovnovážná pooha g I. F = V F P = F G k = g II. F F V V = F P F G F V = k( + ) g = k + k k = k Výsedná sía způsobí zrchení pode. pohbového zákona veikosi: a = k, ae zrchení a výchka ají opačný sěr, akže: a = k k a = srovneje: a = ω a odud k ω = vezěe ω = π T T = π nebo k T, f... vasní perioda, frekvence Oázk: f = 1 π k 6. Na ehkou spiráovou pružinu zavěsíe závaží o honosi 5 g a dojde k jejíu prodoužení o 1 c. Uvažuje apiudu výchk 5 c, nuovou počáeční fázi a vpočíeje: a) periodu aých kiů ve svisé rovině b) rchos v rovnovážné pooze c) zrchení c nad rovnovážnou poohou d) za jak douho se závaží dosane c nad rovnovážnou poohu - 5 - KMITÁNÍ MECHANICKÉHO OSCILÁTORU

5. Maeaické kvado drobné ěeso o honosi zavěšené na vei ehké neeasické vákno dék z pevného bodu pouze pro aé úh (éně než 5 supňů), kd ůžee kiání považova za příočarý pohb íha ěesa... g g cos Θ... její ahová sožka vrovnaná siou vákna g sinθ... její ečná sožka vrací ěeso k rovnovážné pooze, není vrovnaná. pohbový zákon! Najděe o sí v násedující obrázku: srovneje: g sin Θ = a g = a g a = pro veikosi, ae zrchení a výchka ají opačný sěr, akže: g a = a = ω a odud g ω = vezěe ω = π T Θ T = π nebo g f = 1 π g T, f... vasní perioda, frekvence Oázk: 7. Vsvěee proč perioda aeaického kvada nezáeží na honosi. Dokaže! 8. Kuička o honosi 4 g visí na 5 c douhé sruně. Pak ji srčíe a začne kia s apiudou výchk c. Pokud začnee ěři čas, kdž je nejdá od rovnovážné pooh, spočíeje: a) frekvenci kiání b) za jak douho se dosane do rovnovážné pooh c) při jaké výchce je okažiá rchos právě poovina axiání rchosi d) načrněe graf závisosi výchk na čase L4/9-34, 4-51 - 6 - KMITÁNÍ MECHANICKÉHO OSCILÁTORU

6. Dnaika haronického kiání I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í haronické kiání je pohb se zrchení a = ω zrchení způsobuje výsedná sía působící na kiající ěeso (. pohbový zákon) F = a = ω rose spou s výchkou, ae á vžd sěr k rovnovážné pooze! Oázk: 9. Diskuuje F v obou předchozích příkadech haronického kiání a) Keré sí působí na echanický osciáor (aeaické kvado) a jaká je jejich výsednice? b) Jaký je vzah ezi veikosí výsednice a výchkou? 1. Podíveje se na všechn předchozí úoh, a pokud áe dos inforací, spočíeje nejvěší výsednou síu a síu v daných výchkách. Pokud o neze, určee, keré údaje vá chbí. 7. Energie osciáorů předpokádeje vasní - neuené ki, kde se echanická energie neění na jiné druh ceková echanická energie zůsává sejná, pouze poenciání a kineická energie se ohou ěni v souadu s násedující rovnicí E = E + E ech k p v rovnovážneé pooze kineická energie je...(ěeso á nejvěší rchos ), poenciání energie je nua v nejvzdáenější pooze kineická energie je... (ěeso se zasaví), poenciání energie je nejvšší ožná 1 1 E kax = v = ω r = Epax = E ech graf závisosi energie na pooze graf závisosi energie na čase energie... energie energie... energie... energie... energie... energie... energie čas -r r Na časové ose vznače násobk a dí period (předpokádeje nuovou počáeční fázi) - 7 - KMITÁNÍ MECHANICKÉHO OSCILÁTORU

8. Vasní, uené a nucené kiání, rezonance vasní (neuené) kiání echanická energie se zachovává pouze ideání siuace uené kiání echanická energie se ění na jiné druh reáná siuace - apiuda kiání se posupně zenšuje, PERIODA ZŮSTÁVÁ STEJNÁ (viz rovnice) hp://www.on-capa.org/~p/appis/daped/d.h hp://paws.keering.edu/~drusse/deos/sho/dap.h - ehké uení aeaické kvado ve vzduchu - siné uení nekiá, ěeso se pouze vráí do rovnovážné pooh - kriické uení = siné v nejkraší ožné čase T/4 uiče hp://en.wikipedia.org/wiki/shock_absorber hp://auo.howsuffworks.co/car-suspension.h - 8 - KMITÁNÍ MECHANICKÉHO OSCILÁTORU

nucené kiání reáná siuace, kd se vnější siou snažíe udrže kiání např. houpačka nebo Baronova kvada veikos působící sí není jedinou důežiou veičinou, sía usí působi ve vhodných časových inervaech (řídící frekvence) ab práce ba iniání (in. energie je řeba k udržení kiání) = rezonance apiuda kiání f řídící frekvence řídící kvado Oázk: 11. Podíveje se na všechn předchozí úoh, a pokud áe dos inforací, spočíeje cekovou echanickou energii kiajícího ěesa, nejvěší kineickou a nejvěší poenciání energii. Předpokádeje vasní kiání. Pokud o neze, určee, keré údaje vá chbí. L4/66 Odpovědi: 1. a) b).,5sin(157) 5. a),5 rad = 45º b),1 rad = 18º 6. a),63 s; b).5 s -1 ; c) s - ; d),4 s 8. a),7 Hz; b),36 s; c) ±1,73 c 1. 6.,5 N;,1 N 8. 15,5 N; 13,4 N 11. 6. 6,5 J 8.,15 J - 9 - KMITÁNÍ MECHANICKÉHO OSCILÁTORU