Fyzika - skripta
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOC.
Různé frekvence: Vzniká kmitání neharmonické.
Blízké frekvence: Vznikají rázy.
Dynamika harmonického kmitání
Harmonicky kmitají systémy, které označujeme názvem oscilátor.
Pružina:
Tuhost pružiny je definována , kde F je velikost síly působící na pružinu a ∆l je prodloužení pružiny při zavěšení tělesa.
Při vychýlení tělesa z rovnovážné polohy (0) začne těleso kmitat.
Dosazením rovnice zrychlení dostaneme vztah pro úhlovou frekvenci kmitání oscilátoru: , .
Pro periodu platí a pro frekvenci .
Kyvadlo:
Kyvadlo je hmotný bod zavěšený na tuhém vlákně zanedbatelné hmotnosti. Kmitání kyvadla je způsobeno složkou F tíhové síly . Při malé výchylce (α<5°) je , takže . Dosazením z rovnice zrychlení získáme: a pro periodu tedy platí a pro frekvenci .
Zákon zachování mechanické energie pro mechanický oscilátor:
Při průchodu oscilátoru rovnovážnou polohou je jeho kinetická energie největší, jeho potenciální energie je naopak největší v krajních polohách. Celková energie oscilátoru se však nemění.
V praxi však dochází k tlumenému kmitání (amplituda se postupně zmenšujeodpor, tření).
Pokud působíme na oscilátor silou dochází k nucenému kmitání. Dodávámeli energii oscilátoru během celé periody (působíme proměnnou silou ) vzniká netlumené harmonické kmitání.
Rezonance
je jev, který vzniká při vzájemném působení dvou oscilátorů: oscilátoru (zdroj nuceného kmitání) a rezonátoru (působením zdroje nuceně kmitá). Vzájemné působení oscilátoru a rezonátoru podmiňuje vazba. Využívá se např. v reproduktorech, houslích, …
Mechanické vlnění
je děj při němž se kmitání šíří látkovým prostředím.
Postupné mechanické vlnění
příčinou jsou vazebné síly, kterými na sebe působí částice.
Vlnová délka je nejmenší vzdálenost dvou bodů, kmitajících se stejnou fází.
Při postupném vlnění příčném body kmitají kolmo ke směru, kterým se vlnění šíří.
Při postupném vlnění podélném kmitají ve směru šíření vlnění.
Postupným vlněním se přenáší energie kmitavého pohybu, nenastává přenos látky. Všechny body kmitají se stejnou amplitudou, ale jinou fází ().
Rovnice postupné vlny udává okamžitou výchylku bodu M v čase t: .
V reálném prostředí se amplituda s rostoucí vzdáleností zmenšujenastává tzv. útlum vlnění.
Interference vlnění
Šíříli se prostředím vlnění z více zdrojů postupují nezávisle, avšak v místech, kde se setkávají, dochází k jejich skládání.
Majíli dvě vlnění stejnou úhlovou frekvenci, označujeme je jako vlnění koherentní. Jeli dráhový rozdíl roven sudému počtu půlvln, nastává interferenční maximum. Jeli roven lichému počtu, nastává interferenční minimum.
Stojaté vlnění
Vzniká interferencí stejných protisměrných vlnění.
V bodech s největší amplitudou výchylky jsou kmitny. V bodech, které jsou trvale v klidu vznikají uzly. Vzdálenost sousedních kmiten (uzlů) je polovina vlnové délky.