фізика 14/21

 10.03.2023

Уроки 75, 76

Тема 1. Експериментальна робота № 4 "Визначення прискорення вільного падіння за допомогою нитяного маятника"

Тема 2. Вимушені коливання.Поняття про автоколивання. Поширення механічних коливань у пружному середовищі. Принцип Гюйгенса. Резонанс

Завдання:

1. Опрацювати відео, знизу за посиланням
2. Виконати лабораторну роботу: 1, 2 посилання(як виконувати, виконати роботу віртуально - 3 посилання)
3. Зробити розрахунки та висновок в роботі
4. Записати конспект теоретичного матеріалу в зошит (4, 5 посилання)
5. Записати задачі
6. Відповісти на запитання

https://www.youtube.com/watch?v=VRC4LTH_Q6U лабораторна робота

https://www.youtube.com/watch?v=UnZcedoood0&t=47s

https://phet.colorado.edu/sims/html/pendulum-lab/latest/pendulum-lab_uk.html

https://www.youtube.com/watch?v=BSwxfAivFZU

https://www.youtube.com/watch?v=F0BlOjTdbNQ

На малюнку 2.14 показано основні параметри, якими характеризують періодичну синусоїдальну хвилю. Вищі точки хвильового руху називають гребенями, а нижчі — западинами. Амплітуда — це максимальна висота гребеня чи глибина западини, виміряна відносно нульового рівня (або положення рівноваги); повний розмах коливань від гребеня до западини дорівнює подвійній амплітуді.

Мал. 2.14

Відстань між двома сусідніми гребенями називають довжиною хвилі λ. Довжина хвилі дорівнює відстані між будь-якими двома послідовними однаковими за висотою точками хвилі або відстані між найближчими точками, які коливаються в однакових фазах.

Синусоїдальні хвилі характеризуються ще частотою хвилі ν, під якою розуміють частоту коливань частинок середовища (частота коливань поплавка на поверхні хвилі). Частота хвилі дорівнює кількості гребенів хвилі, які проходять через дану точку за одиницю часу (або кількості повних коливань).

Швидкістю хвилі v називають швидкість переміщення гребеня хвилі.

Швидкість хвилі слід відрізняти від швидкості частинок самого середовища. За період, протягом якого хвиля здійснює одне коливання, тобто опускається з гребеня в западину і знову піднімається на гребінь, хвиля просунеться на відстань λ, і її швидкість дорівнюватиме

Загальний принцип, який описує хвильові явища, уперше сформулював сучасник Ньютона голландський учений Крістіан Гюйгенс. За цим принципом кожна точка середовища, до якої дійшло збурення, сама стає джерелом вторинних хвиль. Для того щоб, знаючи положення хвильової поверхні в момент часу t, знайти її положення в наступний момент часу t + Δt, треба кожну точку хвильової поверхні розглядати як джерело вторинних хвиль. Поверхня, дотична до всіх вторинних хвиль, є хвильовою поверхнею в наступний момент часу (мал. 2.15). Цей принцип однаково підходить для опису поширення будь-яких хвиль: звукових, світлових тощо.

Мал. 2.15

Для механічних хвиль принцип Гюйгенса має наочне тлумачення: частинки середовища, до яких доходять коливання, у свою чергу, коливаючись, надають руху сусіднім частинкам середовища, з якими вони взаємодіють.

За допомогою принципу Гюйгенса встановили закони, яким підпорядковуються хвилі, що відбиваються від межі двох середовищ.

1. Кут відбивання хвилі дорівнює куту падіння хвилі.

2. Падаючий промінь, відбитий промінь і перпендикуляр, проведений у точку падіння, лежать в одній площині (закон відбивання хвиль).

ЗАПИТАННЯ:

• 1. Яку хвилю називають поперечною, яку — поздовжньою?
• 2. Що називають довжиною хвилі?
• 3. Чи однаковою є довжина хвиль тієї самої частоти в різних середовищах?
• 4. У чому полягає принцип Гюйгенса?

РОЗВ’ЯЗУЄМО РАЗОМ

1. Як зміниться період вертикальних коливань тягарця, що висить на двох однакових пружинах, якщо послідовне з’єднання пружин замінити паралельним?

Розв’язання

Розв’язання