Drgania

Nasza propozycja

Drgania amplituda energia potencjalna sprężystości kinetyczna wykres sprawdzian pomoc korepetycje

Sprawdzian z działu Drgania jest jednym z trudniejszych w całym przedmiocie. Pojawiają się nowe pojęcia. Niektóre z nich, przykładem jest okres drgań, sprawiają kłopot wielu osobom zapoznającym się ze zjawiskiem drgań. Ponadto, w dziale wykorzystuje się świeżo nabytą wiedzę z matematyki.

Sprężystość jest własnością materiałów, którą wykorzystujemy codziennie. Zakładając skarpetkę czujesz, że im bardziej palce dłoni rozciągają ściągacz, tym większą siłę na nich czujesz. Siła sprężystości działa przeciwnie do zwrotu siły powodującej zmianę kształtu rozciąganego ciała. Jednakże, jest to prawdą także przy ściskaniu. W pewnym zakresie zależność między wielkością odkształcenia a siłą sprężystości jest liniowa. Pojawia się współczynnik sprężystości. Ponieważ, aby zmienić kształt ciała sprężystego, trzeba wykonać pracę, to znaczy, że ciało sprężyste „magazynuje” tę pracę w postaci energii potencjalnej sprężystości.

Z działu Mechanika znasz ruch ciał obdarzonych masą pod wpływem stałej siły. Omówiono ruch jednostajnie przyspieszony oraz ruch jednostajny po okręgu.

W wyniku działania na masę siły sprężystości pojawiają się drgania. Wiesz, że odległość między skrajnymi wychyleniami masy równa jest podwojonej wielkości amplitudy. Punkt leżący pośrodku odcinka łączącego skrajne wychylenia, to położenie równowagi. Definicja okresu drgań wymaga wiedzy o tym, że w danym punkcie toru ruchu ciało może poruszać się z prędkością o tej samej wartości, ale przeciwnym zwrocie.

Podczas ruchu masy drgającej możemy zaobserwować, że jej prędkość zmienia się cyklicznie i ma największą wartość podczas przejścia przez położenie równowagi. Natomiast, ponieważ zwrot prędkości zmienia się w położeniach skrajnych, to mamy pewność, że „na moment” masa zatrzymuje się. W tych położeniach ciało sprężyste jest maksymalnie odkształcone. Domyślamy się, że podczas drgań masy jej energia kinetyczna zostaje przekazana ciału sprężystemu. Następnie ciało sprężyste przekazuje energię potencjalną sprężystości na zwiększenie energii kinetycznej masy. Proces dokonuje się cyklicznie.

W rzeczywistych warunkach drgania zanikają z wielu powodów. Przykładami są opory ruchu lub utrata energii związana z rozgrzewaniem się ciała sprężystego. Jeśli jednak będziemy dostarczać do układu drgającego energię, to można utrzymać drgania. Można również dostarczać do układu więcej energii, niż jej traci. W odpowiednich warunkach pojawia się rezonans.

Zestaw modułów poświęconych przygotowaniu do sprawdzianu z działu Drgania