Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
V.V, HARMONICKÉ KMITANIE, MECHANICKÉ VLNENIE, KMITAVÝ POHYB je pohyb, pri…
V.V
KMITANIE/KMITAVÝ POHYB
ČASOVÝ DIAGRAM
-
-
-
-
Z časového diagramu môžeme určiť:
- periódu
- frekvenciu
- fázu
- amplitúdu výchylky
- okamžitú výchylku v ľubovoľnom čase
-
TLMENÉ KMITANIE
- kmitanie, ktorého amplitúda s časom klesá
- príčinou je trecia sila medzi oscilátorom a prostredím
- úbytok energie sa mení na iné formy energie (vnútorná energia)
NÚTENÉ KMITANIE
- netlmené harmonické kmitanie, ktoré je vynucované harmonickou silou
- oscilátor kmitá vždy s frekvenciou vonkajšieho pôsobenia ω, ktorá môže byť odlišná od uhlovej frekvencie ωo vlastného kmitania
- frekvencia nezávisí od vlastnosti kmitajúceho objektu
-
Najväčšiu amplitúdu majú nútené kmity vtedy, ak frekvencia vlastných kmitov oscilátora f0 je presne rovnaká ako frekvencia kmitov vonkajšej sily F- nastáva rezonancia
REZONANCIA
Rezonátor – oscilačný obvod, ktorý sa nútené rozkmitá
-
skladanie kmitavých pohybov vlastného a núteného kmitania, pričom dochádza k zväčšovaniu amplitúdy
-
-
Teleso v rezonancii sa môže rozkmitať natoľko, že dôjde dokonca i k jeho fyzickej deštrukcii (napr. most).
-
-
-
-
-
VLASTNÉ KMITANIE
- je to kmitanie vyvolané vonkajším impulzom a prebiehajúce ďalej bez dodávania energie z vonku, je vždy tlmené.
-
HARMONICKÉ KMITANIE
Harmonické kmitanie, resp. jednoduchý harmonický pohyb, je priamočiary kmitavý pohyb hmotného bodu (resp. ťažiska telesa), pri ktorom sa okamžitá výchylka y mení s časom podľa funkcie sínus alebo kosínus.
-
-
-
OKAMŽITÁ RÝCHLOSŤ
-
MAX. HODNOTA okamžitej rýchlosti- pri priechode cez rovnovážnu polohu:
- z toho vyplýva:
vm= ωym
-
ROVNOMERNÝ POHYB PO KRUŽNICI a HARMONICKÝ KMITAVÝ POHYB spolu súvisia, a to týmto spôsobom:
Pri rovnomernom pohybe bodu po kružnici sa kolmý priemet okamžitých polôh na as y javí ako kmitavý pohyb. Z trojuholníka 0MM' plynie: y= I 0M I sinφ, kde φ je uhlová dráha kruhového pohybu a súčastne fáza kmitavého pohybu. Pretože platí I0MI= ym, φ=ωt+φ0, dosadením do vzťahu pre y dostaneme rovnicu HARMONICKÉHO POHYBU.
OKAMŽITÉ ZRÝCHLENIE
ad - dostredivé zrýchlenie
ay - pravouhlý priemet dostredivého zrýchlenia ad do smeru osi y je okamžité zrýchlenie kmitavého pohybu.
-
-
-
-
-
pri pohybe z amplitúdy do rovnovážnej polohy je pohyb telesa zrýchlený, zrýchlenie má smer pohybu telesa
pri pohybe z rovnovážnej polohy do amplitúdyje pohyb telesa spomalený, zrýchlenie má smer proti pohybu telesa
-
-
FÁZOR Y
Fázor je vektor, umiestnený do počiatku súradníc, ktorý má veľkosť, smer, orientáciu a fázu. Veľkosť fázoru je rovná amplitúde vlny a fáze je odchýlka od rovnovážnej polohy v „čase 0“ tj. počiatočnej fáze.
-
Dĺžka fázoru sa rovná príslušnej hodnote veličiny (maximálnej, efektívnej alebo strednej hodnote - najčastejšie efektívnej). OznačenieU, I, ...
Uhlová rýchlosť otáčania fázoru sa rovná uhlovej frekvencii signálu ω, smer otáčania fázoru je proti smeru pohybu hodinových ručičiek.
Fázorový diagram je zobrazenie fázorov rôznych veličín rovnakej frekvencie na spoločnom obrázku zobrazujúcim ich vzájomné fázové vzťahy. Pri zostrojovaní fázorového diagramu vychádzame zo schémy daného elektrického obvodu.
-
-
-
MECHANICKÉ VLNENIE
Vlnenie je fyzikálny dej pri ktorom sa kmitavý rozruch šíri prostredím. Príčinou mechanického vlnenia v prostredí je existencia väzbových síl medzi časticami prostredia
Zdroj vlnenia: hmotný objekt alebo element prostredia, z kt. sa vlnenie šíri.
Pružné prostredie je prostredie, v ktorom sa kmitanie jednej častice väzbovými silami prenáša na ďalšie častice.
-
Vlnová dĺžka:
Vzdialenosť, do ktorej vlnenie dospeje za periódu T kmitania zdroja vlnenia.
- λ - vlnová dĺžka
- v - fázová rýchlosť vlnenia
- T - perióda kmitania zdroja
- f - frekvencia zdroja
Vzdialenosť dvoch najbližších bodov, ktoré kmitajú s rovnakou fázou.
-
-
-
ZVUK
- je každé mechanické vlnenie hmotného prostredia, ktoré pôsobí na ľudské ucho a vyvoláva v ňom sluchový vnem
AKUSTIKA:
- zaoberá sa fyzikálnymi dejmi pri prenose zvuku.
Fyzikálna akustika:
- študuje fyzikálne podmienky vzniku zvuku v zdrojoch zvuku
- šírenie a absorpciu zvuku v rôznych prostrediach.
Fyziologická akustika:
- zaoberá sa vznikom zvuku v hlasovom orgáne človeka a vnímaním zvuku sluchom.
Hudobná akustika:
- skúma zvuky z hľadiska potrieb hudby.
Prenos informácii v sústave
- Zdroj - reproduktor, ladička, hlasivky...
- Prostredie - vzduch, voda...
- Prijímač - mikrofón, ucho...
ŠÍRENIE ZVUKU
-
- V rôznych látkach sa zvuk šíri rôznou rýchlosťou.
- Pri prechode zvuku do iného prostredia sa mení rýchlosť a vlnová dĺžka, frekvencia sa nemení.
-
V prostredí nastáva pohlcovanie, absorpcia zvuku
- je mechanické vlnenie s frekvenciou v intervale od 16 Hz do 16 000 Hz.
ROZDELENIE
periodické
hudobné zvuky alebo tóny: - ladička, klarinet
-
-
neperiodické- prasknutie, hluk
-
VLASTNOSTI ZVUKU
Výška zvuku:
Absolútna výška tónu je určená jeho frekvenciou
Relatívna výška tónu je určená pomerom frekvencie daného tónu k frekvencii základného tónu fa.
Farba zvuku:
- zložené tóny vznikli superpozíciou chvení s rôznymi frekvenciami,
Základná - najnižšia frekvencia, určuje výšku zvuku.
Vyššie harmonické tóny s rôznymi amplitúdami, ale podstatne menšími ako u základného tónu, určujú farbu zvuku.
-
-
Ozvena:
- vznikne ak sa zvukové vlnenie odrazí od prekážky vzdialenej 17 m a viac.
- Sluchom odlíšime dva zvuky, ak medzi nimi uplynie časový interval Δt = 0,1s.
Dozvena
- ak pôvodný zvuk a odrazený zvuk splývajú, potom sa predlžuje sa trvanie zvuku.
- Vzniká, ak sa vlnenie odrazí od prekážky vzdialenej menej ako 17 m.
MACHOVO ČÍSLO
- bezrozmerná fyzikálna veličina, udávajúca pomer rýchlosti pohybu telesa určitým prostredím (alebo relatívnej rýchlosti prúdenia) k rýchlosti zvuku v tom istom prostredí,
- podobnostné číslo (kritérium podobnosti) používané v aerodynamike pre vyjadrenie vplyvu stlačiteľnosti vzduchu na prúdenie.
-
-
- kde v je rýchlosť pohybu telesa, c je rýchlosť zvuku v danom prostredí
Používa sa pri rýchlostiach, kde sa prejavuje vplyv stlačiteľnosti prostredia.
Podľa tohoto vplyvu sa prúdenie (rýchlosť pohybu prostredím) charakterizuje ako:
- nestlačiteľné: Ma < 0,3 – vplyv stlačiteľnosti je úplne zanedbateľný
- podzvukové (subsonické): Ma < 1
- okolozvukové (transsonické): 0,8 < Ma < 1,2 – prechodný režim (lokálne nadzvukové, ale podzvukové v širšom okolí)
- nadzvukové (supersonické): Ma > 1,0 – existencia rázových vĺn (zvukového tresku) vo veľkej vzdialenosti
- vysoko nadzvukové (hypersonické): Ma > 3-6 – chemické zmeny prostredia (ionizácia plynu)
-
-
-
KMITAVÝ POHYB je pohyb, pri ktorom teleso prechádza viackrát rovnovážnou polohou z oboch strán
-
-
-
Kmitavý pohyb je:
- pri pohybe telesa z rovnovážnej polohy do amplitúdy spomalený,
- pri pohybe telesa do rovnovážnej polohy zrýchlený
-
-
-
Rozlišuj! kmit(tam a späť)
kyv(tam)
KMIT
PERIÓDA (doba kmitu)
značka: T, jednotka: sekunda
Doba, za ktorú ťažisko oscilátora vykoná jeden kmit
-
FREKVENCIA
značka: f, jednotka: 1/s= 1hertz
počet kmitov, ktoré ťažisko oscilátora vykoná za jednotku času.
-
- periodický sa opakujúca časť kmitavého ohybu
- pohyb telesa z ľubovoľnej polohy cez všetky pohybové stavy vrátane krajných polôh s návratom do východiskovej polohy
KYV
- pohyb telesa z jednej krajnej polohy do druhej krajnej polohy (polovica kmitu)
-
KINEMATIKA
OSCILÁTOR
Oscilátory môžu byť:
-
ELEKTROMAGNETICKÉ
Elektrický obvod v ktorom sa premieňa elektromagnetická energia - obvod s cievkou a kondenzátorom. Základná vlastnosť cievky je jej indukčnosť L a kapacita kondenzátora C.
-->LC obvod, alebo oscilačný obvod (L a C- parametre oscilačného obvodu)
Je systém alebo zariadenie, schopné kmitavého pohybu bez vonkajšieho pôsobenia, pri ktorom sa hodnoty určitých parametrov (poloha, rýchlosť, napätie atď.) periodicky opakujú
-
Časť fyziky, ktorá skúma a opisuje pohyb pomocou veličín dráha, rýchlosť a zrýchlenie.
-
ZLOŽENÉ KMITANIE
Zložené kmitanie vzniká, ak teleso koná niekoľko kmitajúcich pohybov súčasne
-
-
-