Ελευθερη και εξαναγκασμενη Ταλαντωση

Transcript

1 Ελευθερη και εξαναγκασμενη Ταλαντωση Μαρια Θεοδωριδου Φυσικος Σελίδα 1 από 8

2 1 η θεματική ενότητα: Εφαρμογές του εκπαιδευτικού λογισμικού IP 2005 ΦΥΛΛΟ ΑΠΑΝΤΗΣΗΣ 3 ης ΕΡΓΑΣΙΑΣ Θέμα δραστηριότητας: Ελευθερη και Εξαναγκασμενη ταλαντωση Μάθημα και Τάξη στην Φυσική Γ Λυκειου οποία απευθύνεται: Εκπαιδευτικός: Θεοδωριδου Μαρια, Φυσικός Σύντομη περιγραφή της δραστηριότητας: Μελετη ελευθερης και εξαναγκασμενης ταλαντωσης Λογισμικό και προσομοίωση που χρησιμοποιήθηκαν: Διδακτικοί στόχοι: INTERACTIVE PHYSICS Εμπλουτισμος της διδασκαλιας με σκοπο την καλυτερη κατανοηση της ελευθερης και εξαναγκασμενης ταλαντωσης ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Τίτλος ενότητας: Ταλαντωσεις Τίτλος μαθήματος: Ελευθερη και εξαναγκασμενη ταλαντωση Τάξη: Γ Λυκείου Θετική και Τεχνολογική κατεύθυνση Ονοματεπώνυμο μαθητή:. Τμήμα:.. Ανοιξτε το αρχειο «ελευθερη και εξαναγκασμενη ταλαντωση». Στην οθονη εμφανιζονται δυο σωματα Σ1 και Σ2 προσαρτημενα σε ελατηρια με σταθερα ελατηριου Κ=50Ν/m. Το σωμα Σ2 αναγκαζεται σε εξαναγκασμενη ταλαντωση εξαιτιας του διεγερτη, το Σ1 εκτελει ελευθερη ταλαντωση. Με τους μεταβολεις που υπαρχουν στην επιφανεια εργασιας μπορουμε να ρυθμιζουμε την μαζα του σωματος Σ2 και την γωνιακη ταχυτητα ω του διεγερτη. Σελίδα 2 από 8

3 Μελετη ελευθερης ταλαντωσης (φθινουσα) Α. Ρυθμιστε την αντισταση του αερα(αποσβεση) στα 2Κg/m.s πατηστε OK. Εκτελεση Παρατηρηστε το Σ1 Επαναρρυθμιση Ρυθμιστε την αντισταση του αερα κ=6κg/m.s, πατηστε OK Εκτελεση Παρατηρω το Σ1 Απαντηστε σωστο η λαθος. 1. Το πλατος της ελευθερης ταλαντωσης διατηρειται παντα σταθερο. 2.Στη φθινουσα ταλαντωση ο ρυθμος με τον οποιο ελαττωνεται το πλατος δεν εξαρταται από τη σταθερα αποσβεσης. 3.Ελευθερη ταλαντωση εκτελει ένα συστημα αν του δωθει μια φορα ενεργεια και κατοπιν αφεθει ελευθερο. 4.Σε μια φθινουσα μηχανικη ταλαντωση ποια από τις παρακατω γραφικες παραστασεις απεικονιζει τη μεταβολη του πλατους σε συναρτηση με το χρονο? A A A t t t 5. Oταν αυξανεται ο συντελεστης αποσβεσης σε ένα ταλαντουμενο συστημα η γωνιακη συχνοτητα α)δεν μεταβαλλεται β)αυξανεται γ)μειωνεται Σελίδα 3 από 8

4 Μελετη εξαναγκασμενης ταλαντωσης Β. Ρυθμιστε την μαζα Σ2 στα 6Κg Ρυθμιστε την αντισταση του αερα στα 6Κg/m.s Εξαλειψη τιμων Ρυθμιστε την γωνιακη συχνοτητα του διεγερτη για ω=4rad/s Παρατηρηστε το διαγραμμα του Σ2(μετα απο 5 δευτερολεπτα αρχιζει να φαινεται η απομακρυνση του Σ2 σε συναρτηση με το χρονο) Δοκιμαστε και άλλες τιμες ω του διεγερτη.(μην ξεχναται κάθε φορα και αφου ρυθμιστε το νέο ω να κανετε εξαλειψη των τιμων ) 1.Η κινηση του σωματος κάθε φορα είναι... με γωνιακη συχνοτητα Σε μια..... ταλαντωση η συχνοτητα της ταλαντωσης είναι η συχνοτητα του διεγερτη 2.Ρυθμιστε την μαζα Σ2 στα 6Κg Ρυθμιστε την αντισταση του αερα στα 6Κg/m.s Ρυθμιστε την γωνιακη συχνοτητα του διεγερτη για ω=1rad/s.εξαλειψη τιμων Πατηστε «εκτελεση» και μετα από 7s «επαναρρυθμιση», χωρις να κανετε εξαλειψη τιμων μετρητη. Επαναλαβετε την διαδικασια και άλλες τιμες της ω (χωρις να κανετε εξαλειψη τιμων)παρατηρηστε το διαγραμμα Α ω και συμπληρωστε τον πινακα: Σελίδα 4 από 8

5 ω(rad/s) Α(m) 3.Επαναλαβετε την διαδικασια για τη μαζα 5Κg και την μαζα 4Κg και συμπληρωστε τους πινακες. ω(rad/s) Α(m) ω(rad/s) Α(m) m 2 =5kg m 2 =4kg Σελίδα 5 από 8

6 4.Για ποια τιμη του ω παρατηρουμε την μεγιστη απομακρυνση(πλατος) γ ια τη μαζα 6Kg...ω συν =... για τη μαζα 5Kg ω συν =. για τημαζα 4Kg.ω συν =.. 5. Κατα τον συντονισμο: α)το πλατος είναι μεγιστο β)η ενεργεια του συστηματος είναι μεγιστη γ)οι απωλειες είναι μεγιστες 6. Αφου υπολογισετε τις γωνιακες ιδιοσυχνοτητες των μαζων συγκρινετε τις τιμες τους με τις αντιστοιχες του συντονισμου ω συν Γωνιακη ιδιοσυχνοτητα μαζας 6Κg... ω 0 = Γωνιακη ιδιοσυχνοτητα μαζας 5Κg... ω 0 = Γωνιακη ιδιοσυχνοτητα μαζας 4Κg... ω 0 = Τι παρατηρειται;.. 7. Οταν η συχνοτητα του διεγερτη είναι διαφορετικη από την γωνιακη ι διοσυχνοτητα του ταλαντευομενου συστηματος τοτε: α)δεν υπαρχει ταλαντωση β)το συστημα ταλαντωνεται με την γωνιακη ιδιοσυχνοτητα του γ)το συστημα ταλαντωνεται με την συχνοτητα του διεγερτη Σελίδα 6 από 8

7 Δ.Δ.Ε. Ν. Κιλκίς Ε.Κ.Φ.Ε. Ν. Κιλκίς 8. Το σωμα που εκτελει εξαναγκασμενη ταλαντωση: α)η ω της ταλαντωσης είναι ιση με την γωνιακη ιδιοσυχνοτητα του συ στηματος β)το πλατος της ταλαντωσης εξαρταται από την ω του διεγερτη γ)το πλατος της ταλαντωσης μειωνεται με τον χρονο 9.Καντε το διαγραμμα Α ω και παρατηρηστε όταν το ω παιρνει μεγαλες τιμες το πλατος της εξαναγκασμενης ταλαντωσης τεινει στο μη δεν.εξηγηστε γιατι συμβαινει αυτο (για την μαζα4κg) Α ω Σελίδα 7 από 8

8 ... Μπορείτε να στείλετε ή να προσκομίσετε το φύλλο απαντήσεων: 1. ηλεκτρονικά στη διεύθυνση (προτιμάται) 2. ταχυδρομικά στο Ε.Κ.Φ.Ε. Κιλκίς, Διεύθυνση Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης Ν. Κιλκίς, Πόντου 5, Κιλκίς 3. προσωπικά στο Γραφείο του Ε.Κ.Φ.Ε., Πόντου 5, Κιλκίς, στο ισόγειο του κτιρίου της Δ.Δ.Ε. Ν. Κιλκίς. Σελίδα 8 από 8