FYZIKA 3. ROČNÍK. Vlastní kmitání oscilátoru. Kmitavý pohyb. Kinematika kmitavého pohybu. y m



Podobné dokumenty
MECHANICKÉ KMITÁNÍ NETLUMENÉ

22. Mechanické a elektromagnetické kmity

22. Mechanické a elektromagnetické kmity

Vznik střídavého proudu Obvod střídavého proudu Výkon Střídavý proud v energetice

Obsah. Kmitavý pohyb. 2 Kinematika kmitavého pohybu 2. 4 Dynamika kmitavého pohybu 7. 5 Přeměny energie v mechanickém oscilátoru 9

FYZIKA 2. ROČNÍK. Příklady na obvody střídavého proudu. A1. Určete induktanci cívky o indukčnosti 500 mh v obvodu střídavého proudu o frekvenci 50 Hz.

VY_32_INOVACE_06_III./1._OBVOD STŘÍDAVÉHO PROUDU

(test version, not revised) 9. prosince 2009

B. MECHANICKÉ KMITÁNÍ A VLNĚNÍ

Vznik a vlastnosti střídavých proudů

Praktikum I Mechanika a molekulová fyzika

ÚLOHA Závaží pružin kmitá harmonicky amplituda = 2 cm, doba kmitu = 0,5 s. = 0 s rovnovážnou polohou vzh ru. Úkoly l :

3.1.6 Dynamika kmitavého pohybu, závaží na pružině

3.1.3 Rychlost a zrychlení harmonického pohybu

Základy elektrotechniky

Podívejte se na časový průběh harmonického napětí

e²ení testu 1 P íklad 1 v 1 u 1 u 2 v 2 Mechanika a kontinuum NAFY listopadu 2016

Digitální učební materiál

Kmitání systému s 1 stupněm volnosti, Vlastní a vynucené tlumené kmitání

ω=2π/t, ω=2πf (rad/s) y=y m sin ωt okamžitá výchylka vliv má počáteční fáze ϕ 0

Funkční měniče. A. Na předloženém aproximačním funkčním měniči s operačním zesilovačem realizujícím funkci danou tabulkou:

MECHANICKÉ KMITÁNÍ. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - 3.A

Kmitání. tuhost pružiny, kmitání vlastní netlumené a tlumené, řazení pružin, ohybové kmitání. asi 1,5 hodiny

3.1.8 Přeměny energie v mechanickém oscilátoru

FYZIKA II. Petr Praus 9. Přednáška Elektromagnetická indukce (pokračování) Elektromagnetické kmity a střídavé proudy

Rezistor je součástka kmitočtově nezávislá, to znamená, že se chová stejně v obvodu AC i DC proudu (platí pro ideální rezistor).

1A Impedance dvojpólu

Transformátory. Mění napětí, frekvence zůstává

= T = 2π ω = 2π 12 s. =0,52s. =1,9Hz.

3.1.2 Harmonický pohyb

Kmitání. Obsah přednášky : tuhost pružiny, kmitání vlastní netlumené a tlumené, řazení pružin, ohybové kmitání vynucené kmitání

Řešení testu 1b. Fyzika I (Mechanika a molekulová fyzika) NOFY listopadu 2015

ELEKTŘINA A MAGNETIZMUS Řešené úlohy a postupy: Řízené LRC Obvody

MĚŘENÍ NA ASYNCHRONNÍM MOTORU

Elektromagnetické kmitání

3.2.2 Rovnice postupného vlnění

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

Elektromagnetický oscilátor

MOMENT SETRVAČNOSTI. Obecná část Pomocí Newtonova pohybového zákona síly můžeme odvodit pohybovou rovnici pro rotační pohyb:

Digitální učební materiál

10 Lineární kmitání 10.1 Úvod do kmitání bodů a těles

1. Pohyby nabitých částic

MECHANICKÉ KMITÁNÍ POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

MOMENT SETRVAČNOSTI. Obecná část Pomocí Newtonova pohybového zákona síly můžeme odvodit pohybovou rovnici pro rotační pohyb:

1 Rozdělení mechaniky a její náplň

a) formulujte Weierstrassovo kritérium stejnoměrné konvergence b) pomocí tohoto kritéria ukažte, že funkční řada konverguje stejnoměrně na celé R

LABORATORNÍ CVIČENÍ Z FYZIKY

7. SEMINÁŘ Z MECHANIKY

3.1.5 Složené kmitání

frekvence f (Hz) perioda T = 1/f (s)

Těleso na nakloněné rovině Dvě tělesa spojená tyčí Kyvadlo

BIOMECHANIKA KINEMATIKA

Skládání různoběžných kmitů. Skládání kolmých kmitů. 1) harmonické kmity stejné frekvence :

Srovnání klasického a kvantového oscilátoru. Ondřej Kučera

Laboratorní práce č. 3: Kmitání mechanického oscilátoru

1 Elektrotechnika 1. 11:00 hod. = + Δ= = 8

Křivkové integrály prvního druhu Vypočítejte dané křivkové integrály prvního druhu v R 2.

Viz též stavová rovnice ideálního plynu, stavová rovnice reálného plynu a van der Waalsova stavová rovnice.

4. TROJFÁZOVÉ OBVODY

Skládání kmitů

9.7. Vybrané aplikace

Název úlohy: BIOIMPEDANCE CHARAKTERISTIKA

ELEKTŘINA A MAGNETIZMUS kontrolní otázky a odpovědi

je amplituda indukovaného dipólového momentu s frekvencí ω

Název: Téma: Autor: Číslo: Prosinec Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

Necht na hmotný bod působí pouze pružinová síla F 1 = ky, k > 0. Podle druhého Newtonova zákona je pohyb bodu popsán diferenciální rovnicí

Mechanické kmitání (oscilace)

do jednotkového prostorového úhlu ve směru svírajícím úhel ϑ s osou dipólu je dán vztahem (1) a c je rychlost světla.

3.2.2 Rovnice postupného vlnění

Příklady kmitavých pohybů. Mechanické kmitání (oscilace)

Vítězslav Stýskala, Jan Dudek. Určeno pro studenty komb. formy FBI předmětu / 06 Elektrotechnika

7. TRANSFORMÁTORY. 7.1 Štítkové údaje. 7.2 Měření odporů vinutí. 7.3 Měření naprázdno

Poznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 9.

2. Sestrojte graf závislosti prodloužení pružiny na působící síle y = i(f )

1 Elektrotechnika 1. 11:00 hod. R. R = = = Metodou postupného zjednodušování vypočtěte proudy všech větví uvedeného obvodu. U = 60 V. Řešení.

Laboratorní úloha č. 3 - Kmity I

teorie elektronických obvodů Jiří Petržela analýza obvodů s regulárními prvky

Harmonický průběh napětí a proudu v obvodu

Fyzika 6. ročník. přesahy, vazby, mezipředmětové vztahy průřezová témata. témata / učivo. očekávané výstupy RVP. očekávané výstupy ŠVP

Zadané hodnoty: R L L = 0,1 H. U = 24 V f = 50 Hz

FYZIKA I. Složené pohyby (vrh šikmý)

3.9. Energie magnetického pole

Přehled veličin elektrických obvodů

KMITÁNÍ MECHANICKÉHO OSCILÁTORU

Základy elektrotechniky

Digitální učební materiál

7.3.9 Směrnicový tvar rovnice přímky

Tabulace učebního plánu. Vzdělávací obsah pro vyučovací předmět : Fyzika. Ročník: I.ročník - kvinta

Rezonanční jevy na LC oscilátoru a závaží na pružině

Fyzika, maturitní okruhy (profilová část), školní rok 2014/2015 Gymnázium INTEGRA BRNO

KOMPLEXNÍ DVOJBRANY - PŘENOSOVÉ VLASTNOSTI

Návrh vysokofrekvenčních linkových transformátorů

F10 HARMONICKÝ OSCILÁTOR

MATEMATIKA 1 4 A B C D. didaktický test. Zadání neotvírejte, počkejte na pokyn! MA1ACZMZ07DT. Pokyny pro vyplňování záznamového archu

Tlumené kmity. Obr

Fázorové diagramy pro ideální rezistor, skutečná cívka, ideální cívka, skutečný kondenzátor, ideální kondenzátor.

zpracování signálů - Fourierova transformace, FFT Frekvenční

7.3.9 Směrnicový tvar rovnice přímky

23. Mechanické vlnní. Postupné vlnní:

Transkript:

Vlastní itání oscilátoru Kitavý pohb Kitání periodicý děj zařízení oná opaovaně stejný pohb a periodic se vrací do určitého stavu. oscilátor zařízení, teré ůže volně itat (závaží na pružině, vadlo) it periodic se opaující část it. pohbu T perioda (doba itu) f frevence (počet itů za 1s) jednoduchý itavý pohb haronicý pohb jeho časový diagra je sinusoida Kineatia itavého pohbu Na pružinu zavěsíe závaží pružina se vlive tíh závaží protáhne rovnovážná F F do těžiště závaží uístíe počáte vztažné soust. souřadnice x, poloha ( p g ) z nulové, souřadnice oažitá výchla axiální výchla aplituda výchl Závaží na pružině a rovnoěrný pohb po ružnici analogie najdee vztah pro oažitou výchlu itavého pohbu jao funci času. Hotný bod M se pohbuje po ružnici stálou úhlovou rchlostí ω. Proítnee-li pohb bodu M do úseč PQ (tj. proítnutí rotující úseč M do úseč PQ), je zřejé, že bod M oná v toto průětu itavý pohb. Vidíe ted, ja rovnoěrný pohb hotného bodu po ružnici souvisí s itavý pohbe. P Q r M X Z obrázu dostanee: r sin sin tzv. fáze haronic proěnné veličin π ω t ω π f úhlová frevence itavého pohbu T Vlastní itání oscilátoru www.e-fzia.cz

oažitá výchla jednoduchého itavého pohbu: sinωt Jednoduchý itavý pohb: periodicý, příočarý, nerovnoěrný, oažitá výchla se ění s čase podle fce sinus jde o tzv. haronicé itání Rchlost a zrchlení itavého pohbu Odvodíe z RP po ružnici. v vetor rchlosti RP po ružnici, á sěr tečn trajetorii v ω r veliost rchlosti RP po ružnici v průět v do os v a v a Z obrázu plne: v cos v v v cos v ω cosωt rchlost it. pohbu ax. rchlost při rovn. poloze ( ) in. rchlost ve výchlách aplitud a a sin ω ω a a sin a r a sin t a ω ω zrchlení it. pohbu Zrchlení itavého pohbu je přío úěrné oažité výchlce a v aždé oažiu á opačný sěr. Vlastní itání oscilátoru www.e-fzia.cz

Fáze itavého pohbu t t oscilátor prošel rovnovážnou polohou před počáteční oažie (začáte ěření) o dobu t dříve rovnice oažité výchl ted bude: ( ) sin ( ) sinω t + t ωt + ωt ( ω ) sin t + počáteční fáze (fázová onstanta), určuje hodnotu veličin haron. itání v počáteční oažiu (t s) fázový rozdíl veličin itavého pohbu rozdíl jejich poč. fází, ají-li obě veličin stejnou frevenci π veličin ají stejnou fázi ( + 1)π veličin ají opačnou fázi Fázorový diagra Grafic znázorňuje itavý děj vužívá souvislosti it. pohbu a pohbu po ružnici Fázor sšlené rotující vetor (nepředstavují sutečnou veličinu itavého děje,viz úseča M v obrázu v části ineatia itavého pohbu souvislost RP po ružnici a itavého pohbu) Fázorový diagra je vhodný určení fázového rozdílu (pro děje se stejnou úhlovou frevencí). Vlastní itání oscilátoru www.e-fzia.cz

Fázorový diagra veličin reprezentovaných fázor Y 1 a Y, časový diagra a vjádření jejich fázového rozdílu: Y Y Y 1 1 t Y 1 Složené itání Princip superpozice: Koná-li těleso najednou více pohbů, je výsledná poloha tělesa stejná, jao db pohb onalo za sebou v libovolné pořadí. Složené itání: hotný bod oná více haronicých pohbů téhož sěru Nejjednodušší je sládání izochronních itání (v příce a se stejnou úhl. frevencí). Sládáe v časové diagrau: sečtee popř. odečtee úseč odpovídající hodnotá oažitých výchle v jednotlivých časových oažicích s přihlédnutí e znaénu výchl Ve fázorové diagrau: výsledný fázor najdee vetorový složení fázorů slože Aplituda ax. π + 1 Aplituda in. ( + 1) π 1 Izochronní itání se při stejné počáteční fázi složení zesiluje a při opačné zeslabuje. Výsledné itání je opět izochronní. Pro neizochronní it nevzniá haronicé itání. Pro případ blízých frevencí ω 1 ω vzniají ráz Vlastní itání oscilátoru www.e-fzia.cz

l + l FYZIKA 3. ROČNÍK Dnaia itavého pohbu l ) F p F G l g rovnovážná poloha závaží l + l 1) 3) F p > F G vchýlení závaží z rovn. poloh proěnlivá výsledná síla půs. na oscilátor: F F G - F p ) 3) tuhost pružin celová síla působící na oscilátor při oažité výchlce: F g ( l + ) g l F F íří neustále do rovnovážné poloh a její veliost je úěrná oažité výchlce a a a ω ω ω úhlová frevence vlastního itání oscilátoru, závislost jen na paraetrech oscilátoru π ω π f T π T ω Vlastní itání oscilátoru www.e-fzia.cz

T f π 1 π Přeěn energie v echanicé oscilátoru Při uvádění oscilátoru do it. pohbu usíe oscilátor vchýlit z rovnovážné poloh, při to usíe působit silou, terá se postupně zvětšuje F (viz obráze ) F 1 1 Vonáe práci: W F tj. W E p á axiu při aplitudě výchl při přechodu oscilátoru do rovnov. poloh lesá E p a roste E (E v rovn. pol. E p při aplitudě výchl) Celová echanicá energie oscilátoru je onstantní. V reálu je aždé itání tluené a ted se echanicá energie oscilátoru ění na jiné for energie. Eletroagneticý oscilátor LC obvod přeěna el. energie ondenzátoru v energii gn. pole cív a naopa energie el. pole ondenzátoru: 1 1 Q Ee Q U Q C U Ee C energie agneticého pole cív: E 1 LI K nabitéu C připojíe L elg. itání (haronicé zěn U, I v obvodu). Vlastní itání obvodu pozorujee oscilosope Vlastní itání oscilátoru www.e-fzia.cz

+ U e C L připojení oscilosopu a) b) c) d) e) i i + + u u + u, i T 4 T 3T T 4 t a) ondenzátor nabitý, obvode proud neprochází. b) Kondenzátor se vbíjí, napětí na ně lesá na nulu, obvode prochází ax. proud, ax. hodnota energie gn. pole cív. c) Při lesání proudu se induuje na cívce napětí podle Lenz. pravidla (proud stejného sěru) nabití ondenzátoru. d), e) Stejné děje pouze opačně. - itání je vžd tluené (odpor vodičů, hlavně odpor vinutí cív) T π - fázový posun ezi u a i je rad 4 Vlastní itání oscilátoru www.e-fzia.cz

Analogie ezi oscilátor 1 1 1 1 q Ep F Ee uq c 1 1 E v E Li Mechanicý oscilátor Eletroagneticý oscilátor q v i E p E F F E e E u L 1 u C q T π T π LC 1 1 f f π π LC q Q cos ω t u U cos ω t i I sin ω t Q aplituda náboje U aplituda napětí I aplituda proudu Vlastní itání oscilátoru www.e-fzia.cz