Κεφάλαιο 13. Περιοδική Κίνηση

Σχετικά έγγραφα
Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς

Ύλη πάνω στις ταλαντώσεις :

Αρµονικοί ταλαντωτές

Φυσική για Μηχανικούς

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι - ΙΟΥΝΙΟΣ Θέματα και Λύσεις. Ox υπό την επίδραση του δυναμικού. x 01

Ταλαντώσεις Αρμονική κίνηση, θέση

6. Αρµονικός ταλαντωτής

Φθίνουσες ταλαντώσεις

Φυσική για Μηχανικούς

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα

Αρµονικοί ταλαντωτές

Φυσική για Μηχανικούς

ΦΘΙΝΟΥΣΕΣ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΑΡΜΟΝΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.1: ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ (ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ) 1ο σετ - Μέρος Β ΘΕΜΑ Β

ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΜΕ ΑΠΟΣΒΕΣΗ ΚΑΙ ΔΙΕΓΕΡΣΗ

Πρόχειρες Λύσεις. Θέµα Α

Εξαναγκασµένες φθίνουσες ταλαντώσεις

E = 1 2 k. V (x) = Kx e αx, dv dx = K (1 αx) e αx, dv dx = 0 (1 αx) = 0 x = 1 α,

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ-ΒΑΣΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 1

ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις να επιλέξετε το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση χωρίς να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Κεφάλαιο 14 Ταλαντώσεις. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

α. φ Α < φ Β, u A < 0 και u Β < 0. β. φ Α > φ Β, u A > 0 και u Β > 0. γ. φ Α < φ Β, u A > 0 και u Β < 0. δ. φ Α > φ Β, u A < 0 και u Β > 0.

ΚΕΝΤΡΟ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ & ΧΗΜΕΙΑΣ ΕΔΟΥΑΡΔΟΥ ΛΑΓΑΝΑ Ph.D. Λεωφ. Κηφισίας 56, Αμπελόκηποι Αθήνα Τηλ.: , ,

Μηχανική - Ρευστομηχανική

β. Το πλάτος της σύνθετης ταλάντωσης είναι : Α = (Α 1 ² + Α 2 ² + 2 Α 1 Α 2 συν φ) (φ = π rad) Α = (Α 1 ² + Α 2 ² + 2 Α 1 Α 2 συν π) Α = [Α 1 ² + Α 2

Σύνθεση ή σύζευξη ταλαντώσεων;

ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΜΕ ΑΠΟΣΒΕΣΗ ΚΑΙ ΔΙΕΓΕΡΣΗ

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΟΥ ΕΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ, 8 Μαρτίου 2019 Διδάσκοντες: Βαρσάμης Χρήστος, Φωτόπουλος Παναγιώτης

Οι ταλαντώσεις των οποίων το πλάτος ελαττώνεται με το χρόνο και τελικά μηδενίζονται λέγονται φθίνουσες

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

Γενική Φυσική. Ενότητα 8: Ταλαντώσεις. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Μαθηματικών

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΟΥ ΕΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Διδάσκοντες: Βαρσάμης Χρήστος, Φωτόπουλος Παναγιώτης

Ταλαντώσεις 6.1 Απλή Αρµονική Ταλάντωση σε µία ιάσταση Ελατήριο σε οριζόντιο επίπεδο Σχήµα 6.1

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

Στις ερωτήσεις A1 - A4, να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

( ) ( ) ( ) = d ( ) Ταλαντωτές. !!q + ω 2 q = 0. !!q + ω 2 q + ω Q!q = F t. + q ειδ. Q! = δ t t. G!! + ω 2 G + ω G. q t.

Κεφάλαιο 14 Ταλαντώσεις. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

1. Η απομάκρυνση σώματος που πραγματοποιεί οριζόντια απλή αρμονική ταλάντωση δίδεται από την σχέση x = 0,2 ημ π t, (SI).

Ενδεικτικές Λύσεις. Θέµα Α

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 2019

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΤΙΣ ΦΘΙΝΟΥΣΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ:.ΤΜΗΜΑ:.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Μηχανική Ι 22 Ιανουαρίου, 2019

Το ελαστικο κωνικο εκκρεμε ς

Ε Ρ Ω Τ Η Σ Ε Ι Σ Σ Τ Ι Σ Φ Θ Ι Ν Ο Υ Σ Ε Σ Τ Α Λ Α Ν Τ Ω Σ Ε Ι Σ

ΘΕΜΑ 1ο. Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμίας από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Υπολογισμός της σταθεράς ελατηρίου

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 «Κυμάνσεις» Μαρία Κατσικίνη users.auth.gr/~katsiki

3ο ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 19 Οκτώβρη 2014 Ταλαντώσεις - Πρόχειρες Λύσεις. Θέµα Α

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 16/2/2012 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ A ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Ι

Σύνολο Σελίδων: Ενδεικτικές Λύσεις Κυριακή 30 Σεπτέµβρη Θέµα Α

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 3//7/2013 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΓΡΑΠΤΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

Αρµονικοί ταλαντωτές

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Ομαλή Κυκλική Κίνηση 1. Γίνεται με σταθερή ακτίνα (Το διάνυσμα θέσης έχει σταθερό μέτρο και περιστρέφεται γύρω από σταθερό σημείο.

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΕ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.2: ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ (ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ, ΑΡΧΙΚΗ ΦΑΣΗ, ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΛΑΤΗΡΙΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ, ΟΡΜΗ) 2ο set - μέρος Α - Απαντήσεις ΘΕΜΑ Β

Διαγώνισμα στη Φυσική Γ Λυκείου

Σύνολο Σελίδων: οκτώ (8) - ιάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες Κυριακή 13 Νοέµβρη 2016 Βαθµολογία % Ονοµατεπώνυµο: Θέµα Α

website:

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

Ενδεικτικές Λύσεις. Θέµα Α

3ο ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 19 Οκτώβρη 2014 Ταλαντώσεις - Πρόχειρες Λύσεις. Θέµα Α

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 1 ο ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

2 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ (ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1) ΘΕΜΑΤΑ

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 7 ΙΟΥΝΙΟΥ 2002 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ

ΦΥΣ. 211 ΕΡΓΑΣΙΑ # 8 Επιστροφή την Τετάρτη 30/3/2016 στο τέλος της διάλεξης

απόσβεσης, με τη βοήθεια της διάταξης που φαίνεται στο διπλανό σχήμα. Η σταθερά του ελατηρίου είναι ίση με k = 45 N/m και η χρονική εξίσωση της

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα

α. Από τη μάζα του σώματος που ταλαντώνεται. β. Μόνο από τα πλάτη των επιμέρους απλών αρμονικών ταλαντώσεων.

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.2: ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ (ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ, ΑΡΧΙΚΗ ΦΑΣΗ, ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΛΑΤΗΡΙΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ, ΟΡΜΗ) ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β

Ελεύθερη Ταλάντωση Μονοβάθμιου Συστήματος

Ημερομηνία: Παρασκευή 27 Οκτωβρίου 2017 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΙΩΑΝΝΗΣ ΜΠΑΓΑΝΑΣ φυσική Γ Λυκείου Θετική & Τεχνολογική Κατεύθυνση ΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΑ

( ) = Ae + ω t + Be ω t ασταθές σημείο ισορροπίας ( ) = Asin( ωt) + Bcos( ωt) ευσταθής ισορροπία

ΘΕΜΑ Α ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ - 1 -

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΜΕ ΑΡΜΟΝΙΚΟΥΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΕΣ

Στις ερωτήσεις A1 - A4, να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

0,4 2 t (όλα τα μεγέθη στο S.I.). Η σύνθετη ταλάντωση περιγράφεται (στο

Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής, Σωστό-Λάθος


ΦΥΣ η ΠΡΟΟΔΟΣ 2-Απρίλη-2016

ΦΥΣ η ΠΡΟΟΔΟΣ 2-Απρίλη-2016

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΑ 5 ΚΑΙ 1 (ΚΡΟΥΣΕΙΣ - ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ) ΚΥΡΙΑΚΗ 15 ΝΟΕΜΒΡΙΟΥ 2015 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ 3

Μερικές ερωτήσεις στις φθίνουσες και στις εξαναγκασμένες

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ - ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΑ

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Σεπτέμβριος 2012

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΕΦ ΟΛΗΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ ΦΥΣΙΚΗ Γ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ 13/4/2018

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 2 ο ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1η ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 24/07/2014

Ενότητα 4: Κεντρικές διατηρητικές δυνάμεις

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ. Στις ερωτήσεις Α1-Α4, να γράψετε στην κόλλα σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Transcript:

Κεφάλαιο 13 Περιοδική Κίνηση

Περιοδική Κίνηση Η ταλαντωτική κίνηση είναι σημαντική Είναι μια πάρα πολύ κοινή κίνηση. Βάση για κατανόηση της κυματικής κίνησης Κάθε σύστημα που βρίσκεται σε ευσταθή ισορροπία μετά από διαταραχή θα εμφανίσει ταλαντωτική κίνηση (π.χ. μια μπίλια στον πυθμένα ενός ημισφαιρικού δοχείου, ένα ατομικό ή μοριακό σύστημα, ένα κρυσταλλικό υλικό) Είναι η γέφυρα που θα μας οδηγήσει από την μηχανική των σωματιδίων στην φυσική της κυματικής κίνησης.

Περιγραφή ταλάντωσης Κινηματικές και δυναμικές ποσότητες x μετατόπιση από τη θέση ισορροπίας F x δύναμη επαναφοράς F( x) = kx A το πλάτος, μέγιστη απόσταση από την ισορροπία T η περίοδος, χρόνος μια πλήρους ταλάντωσης f συχνότητα, αριθμός ταλαντώσεων στην μονάδα του χρόνου (Hz) ω γωνιακή συχνότητα, (rad/s)

Απλή Αρμονική Κίνηση Η περιοδική κίνηση είναι μια επαναλαμβανομένη κίνηση σε ένα χαρακτηριστικό χρόνο (π.χ. η κίνηση ενός πλανήτη ή του εκκρεμούς. Η ταλάντωση είναι ένας ειδικός τύπος περιοδικής κίνησης κατά την οποία το σύστημα κινείται απομακρυνόμενο και επανερχόμενο σε μια θέση ευσταθούς ισορροπίας. Απλή αρμονική, η δύναμη είναι ανάλογη της μετατόπισης. dυ F( x) = kx = = dt d x dt = kx, d x dt Εξίσωση απλής αρμονικής κίνησης

Λύση της εξίσωσης της απλής αρμονική κίνησης Η εξίσωση είναι ης τάξης και είναι εύκολο να φανταστούμε μια λύση της αφού υπάρχουν συναρτήσεις που η η παράγωγος τους είναι ο εαυτός τους, π.χ.: xt ( ) = Acos ωt και με αντικατάσταση: dx = Aω ωt = Aω ωt dt dt d x Aω = Aω cos ωt = kx x( t) = cosωt dt k d x sin cos και με αντικατάσταση: A k ω ω xt ( ) = cosωt= Acosωt = 1 ω =± k k

Λύση της εξίσωσης της απλής αρμονική κίνησης Η λύση της εξίσωσης μπορεί να είναι οποιαδήποτε «αρμονική» συνάρτηση γι αυτό αρμονική κίνηση. Σχέση κινηματικών ποσοτήτων και περιστρεφόμενων διανυσμάτων: x( t) = Acos t ( t) = A sin t a( t) = A cos t ω υ ω ω ω ω k ω 1 1, k π ω = f = =, T = = π π f ω k απλή αρμονική κίνηση

Ενέργεια στην απλή αρμονική κίνηση Στην ΑΑΚ οι δυνάμεις είναι διατηρητικές Μηχανική ενέργεια διατηρείται: 1 1 1 E = υ x + kx = ka = σταθερή Μέγιστη μετατόπιση A υ Μέγιστη ταχύτητα x,ax k = A = ω A

Ενέργεια στην απλή αρμονική κίνηση Παράδειγμα: Λύση της ενεργειακής εξίσωσης dx 1 1 1 1 E = Ek ( t) + E p( x) = υ + kx E = + kx dt 1 dx dx dx = E Ep ( x) dt dt ή 1 1 dt = = 1 E Ep ( x ) E kx dx dx dx = dt = dt = dt 1 1 1 k 1 1 E E E kx k x x k k E k dx dx k παίρνει Θέτοντας : A = και ω = = dt = dt =ωdt 1 1 τη μορφή: k k E x A x k Η τελευταία με ολοκλήρωση δίνει: A dx 1 x x() t = dt = + A ω ω φ xt = A ωt+ φ 1 sin t ( ) sin( )

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΑΠΛΗΣ ΑΡΜΟΝΙΚΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ Απλό εκκρεμές: Από την δυναμική, κινούσα δύναμη F = g sinθ θ Η δύναμη επαναφοράς είναι ~του sinθ, για μικρές αποκλίσεις sinθ ~ θ οπότε: x Fθ = g sinθ gθ = g = kx L g όπου k = L k g ω 1 1 ω =, f = g και T L, = L = π π π L = f = g μικρό πλάτος

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΑΠΛΗΣ ΑΡΜΟΝΙΚΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ Φυσικό εκκρεμές: Στο σώμα ασκείται η ροπή z του βάρους ως προς το στήριγμα: iˆ ˆj kˆ τ = d g = d cosθ d sinθ 0 gd sinθkˆ = g 0 0 τ = gd sinθ gdθ z θ θ τ = I = ( ) θ = ( ) θ z d d gd gd dt dt I x y 1 1 ω = gd, f = gd και T = = π I, I π I f gd μικρό πλάτος Μέθοδος μέτρησης ροπής αδράνειας

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΑΠΛΗΣ ΑΡΜΟΝΙΚΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ Γενικά: Δέσμιο σύστημα(π.χ. Πυρήνας, άτομο, ηλιακό, κ.τ.λ. βρίσκονται σε ευσταθή ισορροπία και η δυναμική ενέργεια θα έχει ελάχιστο. Θεωρούμε τη δυναμική ενέργεια του συστήματος U(r) (άγνωστη) και τη θέση ευσταθούς ισορροπίας r 0, τότε μπορούμε να προσεγγίσουμε τη συνάρτηση μέσω του αναπτύγματος Taylor: n d U n du d U n 0 0 0 0 r= r r r r r 1 1 U( r) = ( r r ) = U( r ) + ( r r ) + r r n! dr dr dr n 0 0 0 ( ) Ο πρώτος όρος ορίζεται αυθαίρετα, άρα τον λαμβάνουμε ως μηδέν. Ο δεύτερος όρος είναι μηδέν. Οπότε: Η δυναμική ενέργεια προσεγγίζεται με την ενέργεια ενός αρμονικού ταλαντωτή: 1 du 1 1 U() r = r r = k r r όπου k = dr du ( 0) ( 0) dr r r r r 0 0 Κάθε δυναμικό σε κατάσταση ευσταθούς ισορροπίας προσεγγίζεται από το δυναμικό του αρμονικού ταλαντωτή. Μικρή διαταραχή από την θέση ισορροπίας οδηγεί σε απλή αρμονική κίνηση με k που δίνεται από την παραπάνω σχέση.

Παράδειγμα: Μοριακές ταλαντώσεις Διατομικό μόριο, τα άτομα απέχουν απόσταση r και, R0, η θέση ισορροπίας. Περιγραφή του δυναμικού με πολλές συναρτήσεις ένα πολύ γνωστό δυναμικό είναι το Lennard Jones: 1 6 R 0 0 1 7 0 0 R du U = U k = = U r r dr R r R 0 0 1 1 7U0 7U0 Ueq = kr = r και F eq = kr = r R R 0 0

Αποσβενόμενες ταλαντώσεις Απόσβεση ταλάντωσης: Συνεχής ελάττωση του πλάτους λόγω τριβών. Τριβές για μικρές ταχύτητες F και οι x = bυ x δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα θα είναι: F = kx bυ ος Νόμος του Νεύτωνα και την κίνηση: d x = x kx bυ Λύση dt ( b/ π ) t x = Ae cos( ω t + φ) μικρή απόσβεση Η γωνιακή συχνότητα δίνεται από: Κρίσιμη απόσβεση: x x k ω = b 4 ω = 0 = k b 0 b 4 = k μικρή απόσβεση

Αποσβενόμενες ταλαντώσεις Σχέση παραμέτρων καθορίζει το είδος ταλάντωσης Διακρίνουμε 3 είδη: a) b < k υποκρίσιμη β) b = k κρίσιμη γ ) b > k υπερκρίσιμη Στην α) Υποαποσβενόμενη ταλάντωση. Το πλάτος μειώνεται εκθετικά. β) Δεν ταλαντώνεται, επανέρχεται στην αρχική θέση γ) Υπεραποσβενόμενη ταλάντωση, το σύστημα επιστρέφει στην αρχική θέση αργότερα από ότι στην κρίσιμη. Αμορτισέρ: Έλεγχος αναπηδήσεων, καλύτερη συνθήκη η κρίσιμη, επανέρχεται ταχύτερα. Συνήθως ρυθμίζονται για ελαφρά υπεραπόσβεση. Με τον καιρό b ελαττώνεται συνθήκη υπεραπόσβεσης, καθυστερεί η επαναφορά.

Εξαναγκασμένες ταλαντώσεις και συντονισμός Ταλάντωση με σταθερό πλάτος απαιτεί εφαρμογή περιοδικής δύναμης με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά. Εξίσωση κίνησης; d x + + υ x = ax cos dt kx b F ωdt x t = Acos ω t+ Δοκιμάζουμε λύση, Για το πλάτος της ταλάντωσης έχουμε: F A = ( k ω ) + b ax d ωd πλάτος εξαν. ταλαντωτή Μέγστο πλάτος: k k ωd = 0 ωd = ( ) ( ) d φ

Εξαναγκασμένες ταλαντώσεις και συντονισμός Όταν η συχνότητα της εξαναγκάζουσας δύναμης γίνει ίση με την φυσική συχνότητα του συστήματος τότε έχουμε το φαινόμενο του συντονισμού. ω d = ω = k Μεγιστοποιείται το πλάτος της ταλάντωσης και γίνεται ανάλογο του 1/b. Μεγιστοποιείται η ενέργεια της ταλάντωσης. Άλλες φορές έχει καταστροφικά αποτελέσματα Π.χ. δες Γέφυρα Άλλες φορές επιθυμητά. Πχ. Συντονισμός Στους πομπούς Η/Μ Ακτινοβολίας.

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ Βιβλίο Πανεπιστημιακή Φυσική Young 13.36, 13.40, 13.63, 13.81, 13,95, 13.96, 13.10