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

Σχετικά έγγραφα
Κεφάλαιο 14 Ταλαντώσεις. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Κεφάλαιο 14 Ταλαντώσεις. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

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

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς

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

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

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

T 4 T 4 T 2 Τ Τ Τ 3Τ Τ Τ 4

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

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ 6 24

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα. ΔΙΑΛΕΞΗ 21 Κυματική ΦΥΣ102 1

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα. ΔΙΑΛΕΞΗ 06 Διατήρηση της ενέργειας

ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ (23 ΠΕΡΙΟΔΟΙ)

ΘΕΜΑ Α A1. Στις ερωτήσεις 1 9 να επιλέξετε το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση, χωρίς να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

1. Ένα σώμα εκτελεί ΑΑΤ πλάτους Α. Η ταχύτητα του σώματος:

ΑΡΧΗ 1ης ΣΕΛΙΔΑΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΤΑΞΗ : Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ : ΑΥΓΟΥΣΤΟΥ 2018 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ : 5

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 2019

Υπολογισμός της σταθεράς ελατηρίου

Φυσική για Μηχανικούς

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΕ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

1. Ένα σώμα εκτελεί ΑΑΤ πλάτους Α. Η ταχύτητα του σώματος:

µεγιστη θετικη αποµακρυνση του τοτε εχει αρχικη φαση ιση µε µηδεν.

Θέματα Παγκύπριων Εξετάσεων

Ε ρ ω τ ή σ ε ι ς σ τ ι ς μ η χ α ν ι κ έ ς τ α λ α ν τ ώ σ ε ι ς

5. Το διάγραμμα του σχήματος παριστάνει την ταχύτητα ενός σώματος που εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση σε συνάρτηση με τον χρόνο.

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

Φυσική για Μηχανικούς

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

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ: ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

γ. Πόση επιτάχυνση θα έχει το σώμα τη στιγμή που έχει απομάκρυνση 0,3 m;

2 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ (ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1) ΘΕΜΑΤΑ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΠΕΝΤΕΛΗ ΒΡΙΛΗΣΣΙΑ. 1. Ένα σώμα εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση. Αν διπλασιάσουμε το πλάτος της

1. Ένα σώμα m=1kg εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση και η μεταβολή της επιτάχυνσής του σε συνάρτηση με το χρόνο, φαίνεται στο σχήμα.

1.1 Κινηματική προσέγγιση

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

. Μητρόπουλος Ταλαντώσεις Σ 1 Σ 2 V

Όλα τα θέματα των πανελληνίων στις μηχανικές ταλαντώσεις έως και το 2014 ΣΑΛΑΝΣΩΕΙ ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΣΑΛΑΝΣΩΗ ΒΑΙΚΕ ΕΝΝΟΙΕ. Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής

4 Αρμονικές Ταλαντώσεις 1 γενικά 17/9/2014

Φυσική για Μηχανικούς

ΑΡΧΗ 1ης ΣΕΛΙΔΑΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΤΑΞΗ : Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ : OKTΩΒΡΙΟΣ 2018 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ : 7

Εκφώνηση 1. α). β). γ). Επιλέξτε τη σωστή πρόταση και αιτιολογείστε.

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου Ταλαντώσεις Κρούσεις (θέματα Πανελληνίων)

ΘΕΜΑ Α. Α.1. Ένα σύστηµα ελατηρίου-µάζας εκτελεί απλή αρµονική ταλάντωση πλάτους Α.

ΑΡΧΗ 1ης ΣΕΛΙΔΑΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΤΑΞΗ / ΤΜΗΜΑ : Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ : ΙΟΥΛΙΟY 2015 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ : 6

ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ ΧΩΡΙΣ ΑΠΟΣΒΕΣΗ ΑΣΚΗΣΗ 6.1

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

ΦάσμαGroup. Μαθητικό Φροντιστήριο. προπαρασκευή για Α.Ε.Ι. & Τ.Ε.Ι ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ ΝΟΕΜΒΡΙΟΥ-ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΥ 2016

Φυσική για Μηχανικούς

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Ομάδας Προσανατολισμού Θετικών Σπουδών Τζιόλας Χρήστος

4 Αρμονικές Ταλαντώσεις 1 γενικά 17/9/2014

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 01 ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Διάρκεια: 3ώρες ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5) ΘΕΜΑ Α

1ο ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Τετάρτη 12 Αυγούστου 2015 Απλή Αρµονική Ταλάντωση - Κρούσεις

Φυσική (Ε) Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Ενότητα 2: Θεωρία ταλαντώσεων (Συνοπτική περιγραφή) Αικατερίνη Σκουρολιάκου. Τμήμα Ενεργειακής Τεχνολογίας

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

1ο ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Τετάρτη 12 Αυγούστου 2015 Απλή Αρµονική Ταλάντωση - Κρούσεις

Κεφάλαιο 7 Έργο και Ενέργεια. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ ΗΜ: 1/7/14 ΣΤΕΦ - ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ Α ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ -ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΦΥΣΙΚΗ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ.

Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

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

7. Ένα σώμα εκτελεί Α.Α.Τ. Η σταθερά επαναφοράς συστήματος είναι.

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

ΕΧΕΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΘΕΙ ΑΝΑ ΕΝΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΑΝΑ ΤΥΠΟ ΓΙΑ ΔΙΕΥΚΟΛΥΝΣΗ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΣΑΣ ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΣΤΗ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΑ ΣΑΣ ΚΙ 2014

Θέμα 1 ο (Μονάδες 25)

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

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.

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

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

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

ΦΘΙΝΟΥΣΕΣ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΑΡΜΟΝΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου Απλή αρμονική ταλάντωση Κρούσεις

Ενδεικτικές Λύσεις. Θέµα Α

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2016 ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ (ΝΕΟ ΣΥΣΤΗΜΑ) ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

5. Ένα σώµα ταλαντώνεται µεταξύ των σηµείων Α και Ε. Στο σχήµα φαίνονται πέντε θέσεις Α,Β,Γ, και Ε, οι οποίες ισαπέχουν µεταξύ 1

Στα ερωτήματα 1,2.3,4 του ζητήματος αυτού μια πρόταση είναι σωστή να την κυκλώσετε)

Α. Για ποιο από τα δυο σώματα καταναλώσαμε περισσότερη ενέργεια;

ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΟ ΠΡΩΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ.

ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

α. β. γ. δ. Μονάδες 5 α. β. γ. δ. Μονάδες 5 α. ελαστική β. ανελαστική γ. πλαστική δ. έκκεντρη

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ-ΕΛΑΤΗΡΙΟ-ΚΡΟΥΣΗ. Σε όσες ασκήσεις απαιτείται δίνεται επιτάχυνση βαρύτητας g=10 m/s 2.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Γ Λ ΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ 27/11/2016. Θέμα A Στις ερωτήσεις Α1-Α4 επιλέξτε την σωστή απάντηση

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ. ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΕΥΤΕΡΑ 9 ΙΟΥΝΙΟΥ 2003 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ

Τηλ./Fax: , Τηλ: Λεωφόρος Μαραθώνος &Χρυσοστόµου Σµύρνης 3, 1

1. Κίνηση Υλικού Σημείου

Αρµονικοί ταλαντωτές

m αντίστοιχα, εκτελούν Α.Α.Τ. και έχουν την

2. Σώμα εκτελεί Α.Α.Τ. και η εξίσωση της απομάκρυνσης σε σχέση με το χρόνο είναι:

1 2 k(x 0 x e ) 2 = 1 2 mv2 1x = K 1 K 1 = 1 2 (100 N/m)(0.20 m 0 m)2 = 2.0J

Κυλιόµενος κύλινδρος πέφτει πάνω σε οριζόντιο στερεωµένο ελατήριο. 3 m/sec. Να εξετάσετε στην περίπτωση αυτή αν, τη

Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής, Σωστό-Λάθος

ΠΡΟΤΥΠΟ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

Σύνολο Σελίδων: έξι (6) - ιάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες Βαθµολογία % Ονοµατεπώνυµο: Θέµα Α

Θέμα Α(25 Μονάδες) Α1. (5 μονάδες) Α2. (5 μονάδες) Α3. (5 μονάδες) Α4. (5 μονάδες)

Transcript:

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα ΔΙΑΛΕΞΗ 19 Ταλαντώσεις Απλή αρμονική κίνηση ΦΥΣ102 1

Ταλαντώσεις Ελατηρίου Όταν ένα αντικείμενο δονείται ή ταλαντεύεται μπρος-πίσω διανύοντας ένα διάστημα σε τακτό χρονικό διάστημα η κίνηση ονομάζεται περιοδική. Το σύστημα μάζας και ελατηρίου αποτελεί ένα μοντέλο περιοδικού συστήματος ΦΥΣ102 2

Ταλαντώσεις Ελατηρίου Υποθέτουμε ότι μια επιφάνεια είναι άνευ τριβής. Υπάρχει ένα σημείο όπου το ελατήριο ούτε συμπιέζεται ούτε τεντώνεται. Το σημείο αυτό ονομάζεται σημείο ισορροπίας. Η μετατόπιση μετριέται σε σχέση με το σημείο αυτό (x = 0 στην προηγούμενη διαφάνεια). Η δύναμη που ασκείται στο ελατήριο είναι ανάλογη της μετατόπισης: ΦΥΣ102 3

Ταλαντώσεις Ελατηρίου Το αρνητικό πρόσημο δηλώνει ότι η δύναμη είναι επαναφοράς δηλ. κατευθύνεται προς το σημείο ισορροπίας. k είναι η σταθερά ελατηρίου. Η δύναμη δεν είναι σταθερή, επομένως η επιτάχυνση δεν είναι σταθερή. ΦΥΣ102 4

Ταλαντώσεις Ελατηρίου Η μετατόπιση μετριέται από το σημείο ισορροπίας. Το Πλάτος είναι η μέγιστη μετατόπιση. Ένας κύκλος είναι μια πλήρης κίνηση από και προς το σημείο ισορροπίας Η περίοδος είναι ο χρόνος που απαιτείται για ένα πλήρη κύκλο. Η συχνότητα είναι ο αριθμός των κύκλων ανά δευτερόλεπτο. ΦΥΣ102 5

Ταλαντώσεις Ελατηρίου Ένα ελατήριο κρέμεται κατακόρυφα, η μόνη αλλαγή είναι στο σημείο ισορροπίας, όπου σε αυτήν την περίπτωση το σημείο αυτό είναι εκεί όπου η δύναμη της βαρύτητας εξισώνεται με τη δύναμη του ελατηρίου ΦΥΣ102 6

Απλή αρμονική κίνηση Σε κάθε σύστημα που δονείται η δύναμη είναι ανάλογη της αρνητικής μετατόπισης αποτελεί απλή αρμονική κίνηση και συχνά αποκαλείται απλός αρμονικός ταλαντωτής. Θέτοντας F = -kx στο δεύτερο νόμο του Νεύτωνα καταλήγουμε στην διαφορική εξίσωση της κίνησης: Η λύση της εξίσωσης αυτής είναι: ΦΥΣ102 7

Απλή αρμονική κίνηση Με αντικατάσταση βλέπουμε ότι η λύση αυτή επαληθεύει την εξίσωση όπου: Οι σταθερές A και φ προσδιορίζονται από τις αρχικές συνθήκες. A είναι το πλάτος και φ η φάση στο χρόνο t = 0. ΦΥΣ102 8

Απλή αρμονική κίνηση Η ταχύτητα προσδιορίζεται από την παράγωγο της μετατόπισης: Ο ρόλος της φάσης φ φαίνεται στο διάγραμμα: ΦΥΣ102 9

Απλή αρμονική κίνηση Επειδή τότε ΦΥΣ102 10

Απλή αρμονική κίνηση Η ταχύτητα και η επιτάχυνση για την αρμονική κίνηση περιγράφονται από τις εξισώσεις: ΦΥΣ102 11

Η ενέργεια απλού αρμονικού ταλαντωτή Η δυναμική ενέργεια του ελατηρίου δίδεται από τη σχέση: Η μηχανική ενέργειας δίδεται από τη σχέση: Απουσία τριβών η συνολική μηχανική ενέργεια διατηρείται. ΦΥΣ102 12

Ενέργεια απλού αρμονικού ταλαντωτή Στα όρια της ταλάντωσης η ενέργεια είναι μόνο δυναμική. Στη θέση ισορροπίας όλη η ενέργεια είναι κινητική. ΦΥΣ102 13

Ενέργεια απλού αρμονικού ταλαντωτή Η συνολική κινητική ενέργεια είναι, επομένως: Λύνουμε ως προς την ταχύτητα και βρίσκουμε: όπου ΦΥΣ102 14

Η ενέργειας απλού ταλαντωτή Γραφική παράσταση που απεικονίζει την δυναμική ενέργεια. Βλέπουμε ότι η συνολική ενέργεια είναι σταθερή ΦΥΣ102 15

Ενέργεια απλού αρμονικού ταλαντωτή Υποθέστε ότι ένα ελατήριο «τεντώνεται» στο διπλάσιο του πλάτους της ταλάντωσης (στο x = 2A). Τι συμβαίνει (a) στην ενέργεια του συστήματος (b) στη μέγιστη ταχύτητα της ταλαντευόμενης μάζας, (c) τη μέγιστη κινητική ενέργεια της ταλαντευόμενης μάζας; ΦΥΣ102 16

Σχέση αρμονικού ταλαντωτή και κυκλικής κίνησης (κύκλος αναφοράς) Η προβολή της γραμμικής ταχύτητας πάνω στον άξονα x ενός αντικειμένου που κινείται σε κύκλο με ακτίνα A με σταθερή ταχύτητα υ M, βρίσκουμε ότι: Η εξίσωση αυτή είναι ίδια με την ταχύτητα του απλού αρμονικού ταλαντωτή ΦΥΣ102 17

Ασκήσεις 1. Μια τετραμελής οικογένεια ζυγίζει 200 kg, και επιβιβάζονται στο αυτοκίνητό τους που ζυγίζει 1200- kg. Και τα ελατήρια του αυτοκινήτου (αμορτισέρ) συμπιέζονται κατά 3.0 cm. (a) Εάν υποθέσουμε ότι τα τέσσερα ελατήρια συμπεριφέρονται ως ένα, ποια είναι η σταθερά του ελατηρίου (b) Πόσο θα χαμηλώσει το αυτοκίνητο εάν φορτωθεί με 300 kg αντί 200 kg; 2. Προσδιορίστε την περίοδο και τη συχνότητα ταλάντωσης ενός αυτοκινήτου που πέρασε πάνω από ένα εμπόδιο. Η μάζα του αυτοκινήτου είναι 1400 kg, και τα αμορτισέρ του έχουν σταθερά ελατηρίου 6.5 x 10 4 N/m. Υποθέτουμε ότι το αυτοκίνητο ταλαντεύεται κατακόρυφα. ΦΥΣ102 18

3. Σε ένα εργοστάσιο ένας μεγάλος ηλεκτροκινητήρας κάνει το δάπεδο του κτιρίου να τρέμει με συχνότητα 10 Hz. Το πλάτος της δόνησης είναι περίπου 3.0 mm. Βρείτε τη μέγιστη επιτάχυνση του δαπέδου. 4. Ένα ελατήριο τεντώνεται κατά 0.150 m όταν μια μάζα 0.300-kg «κρεμαστεί» πάνω του. Το σύστημα βρίσκεται σε ισορροπία οριζοντίως πάνω σε τραπέζι άνευ τριβής. Η μάζα μετατοπίζεται έτσι ώστε να συμπιέσει το ελατήριο κατά 0.100 m από την θέση ισορροπίας. Να προσδιοριστούν: (a) η σταθερά του ελατηρίου είναι k και η γωνιακή συχνότητα ω; (b) το πλάτος της οριζόντιας ταλάντωσης A; (c) το μέγεθος της μέγιστης ταχύτητας v max ; (d) το μέγεθος της μέγιστης επιτάχυνσης a max της μάζας; (e) η περίοδος T και η συχνότητα f; (f) η μετατόπιση x σαν συνάρτηση χρόνου και (g) η ταχύτητα όταν t = 0.150 s. ΦΥΣ102 19

5. Για τον απλό αρμονικό ταλαντωτή, όπου k = 19.6 N/m, A = 0.100 m, x = -(0.100 m) cos 8.08t, and v = (0.808 m/s) sin 8.08t, προσδιορίστε (a) τη συνολική ενέργεια (b) την κινητική και τη δυναμική ενέργεια σαν συνάρτηση του χρόνου, (c) την ταχύτητα όταν η μάζα βρίσκεται 0.050 m από τη θέση ισορροπίας, (d) την κινητική και δυναμική ενέργεια στο ήμισυ του πλάτους (x = ± A/2). ΦΥΣ102 20