Škola: Autor: DUM: Vzdělávací obor: Tematický okruh: Téma: Masarykovo gymnázium Vsetín Mgr. Jitka Novosadová MGV_F_SS_3S3_D19_Z_OPAK_KV_Mechanicke_kmitani_T Člověk a příroda Fyzika Mechanické kmitání Opakování učiva formou testových úloh MECHANICKÉ KMITÁNÍ POJMY K ZOPAKOVÁNÍ kmitavý pohyb, rovnovážná poloha, perioda, frekvence, mechanický oscilátor, kyvadlo, časový diagram, kmit, kyv, harmonický kmit, fáze kmitavého pohybu, okamžitá výchylka, úhlová frekvence, rychlost, zrychlení, počáteční fáze, fázový rozdíl, skládání kmitů, princip superpozice, rázy, tuhost pružiny, energie kmitání, tlumený a netlumený kmit, nucený kmit, rezonance, rezonanční křivka Testové úlohy varianta A 1. Každý kmitavý pohyb je: a. harmonický b. periodický c. rovnoměrný d. nerovnoměrný 2. Vyberte nepravdivé tvrzení: a. Dráhou harmonického kmitu je sinusoida. b. Amplituda je čas, ve kterém nastává největší výchylka. c. Perioda je doba jednoho kmitu. d. Perioda je doba, která uplyne, než se těleso přesune z horní amplitudy do dolní nebo naopak. 3. Při harmonickém kmitání hmotného bodu platí: a. Bod má maximální rychlost v amplitudě. b. Bod má maximální zrychlení v rovnovážné poloze. c. Bod má v rovnovážné poloze nulovou výchylku. d. Bod má v amplitudě nulovou rychlost i zrychlení. 4. Vyberte pravdivé tvrzení: a. 1 MHz = 10 9 Hz b. 1 Hz = 1 s -1 c. 1 Hz = 1 s -2 d. 1 Hz = 1 ms -1 5. Určete periodu srdeční činnosti člověka, kterému naměřili 65 tepů za minutu. a. 65 s b. 1,08 s c. 0,92 s d. 0,02 s 6. Zrychlení harmonického pohybu je: a. závislé na frekvenci b. harmonickou funkcí času c. konstantní d. lineárně rostoucí a klesající funkcí času 7. Vlastní frekvence kmitů tělesa na pružině: a. závisí pouze na hmotnosti kmitajícího tělesa b. závisí na hmotnosti kmitajícího tělesa nepřímo úměrně c. je vlastností pružiny d. nezávisí na amplitudě kmitů 1/6
8. Perioda kmitu kyvadla se zvětšila devětkrát. Znamená to, že délka kyvadla se: a. zmenšila 3krát b. zvětšila 3krát c. zvětšila 9krát d. zvětšila 81krát 9. Vyberte pravdivé tvrzení: a. Mechanický oscilátor má konstantní kinetickou energii. b. Mechanický oscilátor má maximální potenciální energii v rovnovážné poloze. c. Mechanický oscilátor má konstantní součet potenciální a kinetické energie. d. Celková energie kmitání mechanického oscilátoru je přímo úměrná amplitudě rychlosti. 10. Vyberte pravdivé tvrzení: a. U tlumeného kmitání roste tuhost pružiny. b. Kmitání skutečného tělesa na pružině je většinou tlumené. c. Tlumené kmitání není harmonické. d. U tlumeného kmitání roste amplituda kmitů. 11. Vyberte pravdivé tvrzení: a. Nucené kmitání oscilátoru vzniká působením vnější periodické síly. b. Při nuceném kmitání těleso vždy kmitá s vlastní frekvencí, která nesouvisí s frekvencí působící síly. c. Reálné nucené kmitání je vždy tlumené. d. Čím větší je frekvence působící síly při nuceném kmitání, tím větší je amplituda nucených kmitů. 12. Rezonance mechanického oscilátoru: a. je záležitostí netlumeného kmitání b. je stav, kdy u nucených kmitů dosáhne oscilátor maximální frekvence c. je stav, kdy u nucených kmitů dosáhne oscilátor maximální amplitudy d. je stav, kdy je perioda působící vnější síly větší než perioda vlastního kmitání oscilátoru 13. Vhodným zvukovým vlněním lze rozbít sklenici, jestliže: a. se jedná o zvuk s rezonanční frekvencí b. má zvuk obrovskou hlasitost c. je zdroj zvuku velice blízko sklenici d. je zdroj zvuku i sklenice ve vakuu, kde nedochází k pohlcení zvuku 14. Vyberte pravdivé tvrzení: a. Počáteční fáze kmitavého pohybu je v počátečním čase vždy nulová. b. Je-li fázový rozdíl veličin roven lichému násobku π, mají veličiny stejnou fázi. c. Složením dvou harmonických kmitů stejné frekvence vzniká kmit dvojnásobné frekvence. d. Rázy vznikají složením kmitů s blízkou frekvencí. 15. Příčinou harmonického kmitání oscilátoru je: a. síla, která stále směřuje do rovnovážné polohy b. síla, která závisí na objemu kmitajícího tělesa c. síla, která má maximální velikost v rovnovážné poloze tělesa d. síla, která nezávisí na vlastnostech pružiny 16. Vyberte pravdivé tvrzení: a. Perioda harmonických kmitů kyvadla závisí na hmotnosti zavěšeného tělesa. b. Perioda harmonických kmitů tělesa na pružině závisí na tuhosti pružiny. c. Perioda harmonických kmitů tělesa na pružině závisí na tíhovém zrychlení. d. Perioda harmonických kmitů kyvadla nezávisí na délce kyvadla. 2/6
17. Těleso o hmotnosti 1 kg kmitá s periodou 0,2 s, jeho maximální výchylka je 8 cm. Výchylka v počátečním čase byla nulová. Rovnice pro okamžitou výchylku v cm má tvar: a. =1 sin(0,2) b. =8 sin(10 ) c. =8 cos(5 ) d. =8 sin5 + 18. Harmonický oscilátor kmitá s periodou 1 s, jeho amplituda je 10 cm. Určete minimální velikost okamžité rychlosti: a. 0 m/s b. 0,1 m/s c. -0,63 m/s d. 36 m/s 19. Jak se změní frekvence vlastních kmitů tělesa na pružině, když jeho hmotnost klesne devětkrát? a. zvětší se třikrát b. klesne na devítinu c. klesne na třetinu d. zvětší se devětkrát 20. Pružinový oscilátor vznikl zavěšením tělesa o hmotnosti 5 kg na pružinu, která se prodloužila o 8 cm. Vyberte pravdivé tvrzení: a. Tuhost pružiny je 625 Nm -1. b. Tuhost pružiny je 16 Nm -1. c. Perioda oscilátoru je 0,56 s. d. Perioda oscilátoru je 1,8 s. Testové úlohy varianta B 1. Kmitavý pohyb: a. nikdy není harmonický b. může být nerovnoměrný c. je vždy periodický d. nikdy není rovnoměrný 2. Vyberte pravdivé tvrzení: a. Perioda je doba jednoho kmitu. b. Trajektorií harmonického kmitu je sinusoida. c. Amplituda je čas, ve kterém nastává největší výchylka. d. Perioda je doba, která uplyne, než se těleso přesune z horní amplitudy do dolní nebo naopak. 3. Při harmonickém kmitání hmotného bodu platí: a. Bod má v amplitudě nulovou rychlost i zrychlení. b. Bod má v amplitudě nulovou rychlost. c. Bod má nulové zrychlení právě tehdy, když má maximální rychlost. d. Bod má v rovnovážné poloze nulovou amplitudu. 4. Vyberte pravdivé tvrzení: a. 1 GHz = 10 9 Hz b. 1 Hz = 1 s c. 1 Hz = 1 s -1 d. 1 Hz = 1 ms -1 3/6
5. Určete periodu srdeční činnosti člověka, kterému naměřili 66 tepů za minutu. a. 0,02 s b. 0,91 s c. 1,1 s d. 66 s 6. Rychlost harmonického pohybu je: a. konstantní b. harmonickou funkcí času c. lineárně rostoucí a klesající funkcí času d. závislá na frekvenci 7. Vlastní frekvence kmitů tělesa na pružině: a. nezávisí na čase b. závisí pouze na tuhosti pružiny c. závisí tuhosti pružiny přímo úměrně d. je vlastností pružiny 8. Perioda kmitu kyvadla se zvětšila čtyřikrát. Znamená to, že délka kyvadla se: a. zvětšila 2krát b. zvětšila 4krát c. zvětšila 16krát d. zmenšila 2krát 9. Vyberte pravdivé tvrzení: a. Mechanický oscilátor má konstantní potenciální energii. b. Mechanický oscilátor má minimální kinetickou energii v rovnovážné poloze. c. Mechanický oscilátor má konstantní součet kinetické a potenciální energie. d. Celková energie kmitání mechanického oscilátoru je přímo úměrná amplitudě výchylky. 10. Vyberte pravdivé tvrzení: a. Kmitání skutečného tělesa na pružině je vždy tlumené. b. Časovým diagramem tlumeného kmitání je sinusoida. c. U tlumeného kmitání klesá amplituda kmitů. d. U tlumeného kmitání roste tuhost pružiny. 11. Vyberte pravdivé tvrzení: a. Čím menší je frekvence působící síly při nuceném kmitání, tím menší je amplituda nucených kmitů. b. Nucené kmitání oscilátoru vzniká působením vnější periodické síly. c. Při nuceném kmitání těleso vždy kmitá s frekvencí působící síly. d. Reálné nucené kmitání je vždy netlumené. 12. Rezonance mechanického oscilátoru: a. je záležitostí tlumeného kmitání b. je záležitostí nuceného kmitání c. je stav, kdy oscilátor dosáhne maximální frekvence d. je stav, kdy perioda působící vnější síly odpovídá periodě vlastního kmitání oscilátoru 13. Vhodným zvukovým vlněním lze rozbít sklenici, jestliže: a. má zvuk obrovskou hlasitost b. je zdroj zvuku velice blízko sklenici c. je zdroj zvuku i sklenice ve vakuu, kde nedochází k pohlcení zvuku d. se jedná o zvuk s rezonanční frekvencí 14. Vyberte pravdivé tvrzení: a. Rázy vznikají složením kmitů s blízkou periodou. b. Počáteční fáze kmitavého pohybu je v počátečním čase vždy nulová. c. Složením dvou harmonických kmitů stejné amplitudy vzniká kmit dvojnásobné amplitudy. d. Je-li fázový rozdíl veličin roven sudému násobku π, mají veličiny opačnou fázi. 4/6
15. Příčinou harmonického kmitání oscilátoru je: a. síla, která závisí na hmotnosti kmitajícího tělesa b. síla, která má konstantní velikost a uděluje kmitajícímu tělesu zrychlení a c. síla, která stále směřuje do rovnovážné polohy d. počáteční síla, která oscilátor rozkmitá 16. Vyberte pravdivé tvrzení: a. Perioda harmonických kmitů tělesa na pružině závisí na délce pružiny. b. Perioda harmonických kmitů kyvadla nezávisí na hmotnosti zavěšeného tělesa. c. Perioda harmonických kmitů tělesa na pružině nezávisí na tuhosti pružiny. d. Perioda harmonických kmitů kyvadla závisí na délce kyvadla přímo úměrně. 17. Těleso o hmotnosti 3 kg kmitá s periodou 0,5 s, jeho maximální výchylka je 15 cm. Výchylka v počátečním čase byla nulová. Rovnice pro okamžitou výchylku v cm má tvar: a. =3 sin(0,5) b. =15 sin(4 ) c. =15 cos( ) d. =15 sin + 18. Harmonický oscilátor kmitá s periodou 1 s, jeho amplituda je 20 cm. Určete minimální velikost okamžité rychlosti: a. -0,2 m/s b. 0 m/s c. 1,3 m/s d. 144 m/s 19. Jak se změní frekvence vlastních kmitů tělesa na pružině, když jeho hmotnost vzroste čtyřikrát? a. zvětší se čtyřikrát b. klesne na polovinu c. klesne na čtvrtinu d. zvětší se dvakrát 20. Pružinový oscilátor vznikl zavěšením tělesa o hmotnosti 6 kg na pružinu, která se prodloužila o 8 cm. Vyberte pravdivé tvrzení: a. Tuhost pružiny je 750 Nm -1. b. Tuhost pružiny je 13 Nm -1. c. Frekvence oscilátoru je 0,56 Hz. d. Frekvence oscilátoru je 1,8 Hz. 5/6
SEZNAM ZDROJŮ [01] LEPIL, Oldřich. Fyzika pro gymnázia. Mechanické kmitání a vlnění. 4. vyd. Praha: Prometheus, 2009. 129 s. ISBN 978-80-7196-387-5. [02] LEPIL, Oldřich, Milan BEDNAŘÍK a Miroslava ŠIROKÁ. Fyzika: sbírka úloh pro střední školy. 3. vyd. Praha: Prometheus, c1995, 269 s. Učebnice pro střední školy (Prometheus). ISBN 80-719-6266-X. METODICKÝ LIST Název školy Masarykovo gymnázium Vsetín Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0487 Autor Mgr. Jitka Novosadová Název šablony III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název DUMu MGV_F_SS_3S3_D19_Z_OPAK_KV_Mechanicke_kmitani_T Stupeň a typ vzdělávání Gymnaziální vzdělávání Vzdělávací oblast Člověk a příroda Vzdělávací obor Fyzika Tematický okruh Mechanické kmitání Druh učebního materiálu Testové úlohy Cílová skupina Žák, 15 20 let Anotace Testové úlohy jsou určeny do výuky studentům jako souhrnné zopakování probraného celku, náplň: mechanické kmitání Vybavení, pomůcky - Klíčová slova kmitavý pohyb, rovnovážná poloha, perioda, frekvence, mechanický oscilátor, kyvadlo, časový diagram, kmit, kyv, harmonický kmit, fáze kmitavého pohybu, okamžitá výchylka, úhlová frekvence, rychlost, zrychlení, počáteční fáze, fázový rozdíl, skládání kmitů, princip superpozice, rázy, tuhost pružiny, energie kmitání, tlumený a netlumený kmit, nucený kmit, rezonance, rezonanční křivka Datum 9.12.2013 6/6