Rezgőmozgás, lengőmozgás, hullámmozgás

Hasonló dokumentumok
Rezgőmozgás, lengőmozgás

Rezgőmozgás, lengőmozgás, hullámmozgás

Rezgőmozgás, lengőmozgás, hullámmozgás

Rezgőmozgás, lengőmozgás, hullámmozgás

Periódikus mozgások Az olyan mozgást, amelyben a test ugyanazt a mozgásszakaszt folyamatosan ismételi, periodikus mozgásnak

Periódikus mozgások Az olyan mozgást, amelyben a test ugyanazt a mozgásszakaszt folyamatosan ismételi, periodikus mozgásnak

Mechanikai hullámok. Hullámhegyek és hullámvölgyek alakulnak ki.

Hullámok, hanghullámok

Rezgések és hullámok

Rezgőmozgás. A mechanikai rezgések vizsgálata, jellemzői és dinamikai feltétele

Mechanikai rezgések Ismétlő kérdések és feladatok Kérdések

Rezgés tesztek. 8. Egy rugó által létrehozott harmonikus rezgés esetén melyik állítás nem igaz?

11. Egy Y alakú gumikötél egyik ága 20 cm, másik ága 50 cm. A két ág végeit azonos, f = 4 Hz

Hullámmozgás. Mechanikai hullámok A hang és jellemzői A fény hullámtermészete

Csillapított rezgés. a fékező erő miatt a mozgás energiája (mechanikai energia) disszipálódik. kváziperiódikus mozgás

Hullámok tesztek. 3. Melyik állítás nem igaz a mechanikai hullámok körében?

Rezgés, Hullámok. Rezgés, oszcilláció. Harmonikus rezgő mozgás jellemzői

Tömegvonzás, bolygómozgás

a) Valódi tekercs b) Kondenzátor c) Ohmos ellenállás d) RLC vegyes kapcsolása

A mérés célkitűzései: A matematikai inga lengésidejének kísérleti vizsgálata, a nehézségi gyorsulás meghatározása.

KÖRMOZGÁS, REZGŐMOZGÁS, FORGÓMOZGÁS

FIZIKA I. RÉSZLETES VIZSGAKÖVETELMÉNYEK

Mechanikai rezgések = 1 (1)

1. A hang, mint akusztikus jel

2. REZGÉSEK Harmonikus rezgések: 2.2. Csillapított rezgések

Munka, energia, teljesítmény

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 1. (b) Rugalmas hullámok. Utolsó módosítás: szeptember 28. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Mechanikai hullámok (Vázlat)

Mit nevezünk nehézségi erőnek?

A hang mint mechanikai hullám

Munka, energia, teljesítmény

11.3. Az Achilles- ín egy olyan rugónak tekinthető, amelynek rugóállandója N/m. Mekkora erő szükséges az ín 2 mm- rel történő megnyújtásához?

ELTE Apáczai Csere János Gyakorló Gimnázium és Kollégium Komplex természettudományi tagozat. Fizika 11. osztály

Tartalom. Fizika 1,

1. Feladatok merev testek fizikájának tárgyköréből

W = F s A munka származtatott, előjeles skalármennyiség.

GYIK mechanikából. (sűrűségmérés: - tömeg+térfogatmérés (akár Arkhimédész-törvény segítségével 5)

Mechanika, dinamika. p = m = F t vagy. m t

A hullámok terjedése során a közegrészecskék egyensúlyi helyzetük körül rezegnek, azaz átlagos elmozdulásuk zérus.

Zaj- és rezgés. Törvényszerűségek

PÉLDÁK ERŐTÖRVÉNYEKRE

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

Gépészmérnöki alapszak, Mérnöki fizika ZH, október 10.. CHFMAX. Feladatok (maximum 3x6 pont=18 pont)

Munka, energia Munkatétel, a mechanikai energia megmaradása

Összefoglaló kérdések fizikából I. Mechanika

Pálya : Az a vonal, amelyen a mozgó test végighalad. Út: A pályának az a része, amelyet adott idő alatt a mozgó tárgy megtesz.

Mechanika. Kinematika

Haladó mozgások A hely és a mozgás viszonylagos. A testek helyét, mozgását valamilyen vonatkoztatási ponthoz, vonatkoztatási rendszerhez képest adjuk

Mechanika I-II. Példatár

Hely, idő, haladó mozgások (sebesség, gyorsulás)

Periódikus mozgás, körmozgás, bolygók mozgása, Newton törvények

Pálya : Az a vonal, amelyen a mozgó test végighalad. Út: A pályának az a része, amelyet adott idő alatt a mozgó tárgy megtesz.

Erők (rug., grav., súrl., közegell., centripet.,), és körmozgás, bolygómozgás Rugalmas erő:

Pálya : Az a vonal, amelyen a mozgó tárgy, test végighalad. Út: A pályának az a része, amelyet adott idő alatt a mozgó tárgy megtesz.

Fizika 11. osztály. ELTE Apáczai Csere János Gyakorló Gimnázium és Kollégium Humán tagozat. I. rész: Mechanikai rezgések és hullámok

Hullámtan. A hullám fogalma. A hullámok osztályozása.

Fizika összefoglaló kérdések (11. évfolyam)

Képlet levezetése :F=m a = m Δv/Δt = ΔI/Δt

A hullám frekvenciája egyenlő a hullámforrás frekvenciájával, azzal a kikötéssel, hogy a hullámforrás és megfigyelő nyugalomban van.

Méréstechnika. Rezgésmérés. Készítette: Ángyán Béla. Iszak Gábor. Seidl Áron. Veszprém. [Ide írhatja a szöveget] oldal 1

FIZIKA MUNKAFÜZET 11. ÉVFOLYAM I. KÖTET

Munka, energia, teljesítmény

Rezgőmozgások. Horváth András SZE, Fizika és Kémia Tsz szeptember 29.

Fizika III. Irányított tanulás munkafüzet Kísérleti távoktatási anyag Móra Ferenc Gimnázium Kiskunfélegyháza

Rezgő testek. 48 C A biciklitől a világűrig

Harmonikus rezgőmozgás

Fizika alapok vegyészeknek Mechanika II.: periodikus mozgások november 10.

Osztályozó, javító vizsga 9. évfolyam gimnázium. Írásbeli vizsgarész ELSŐ RÉSZ

Osztályozó vizsga anyagok. Fizika

A mechanikai alaptörvények ismerete

Optika fejezet felosztása

Hely, idő, haladó mozgások (sebesség, gyorsulás)

Fizika vizsgakövetelmény

rnök k informatikusoknak 1. FBNxE-1 Klasszikus mechanika

Tudnivalók. Dr. Horváth András. 0.1-es változat. Kedves Hallgató!

Fizika tantárgy 12. évfolyam

FIZIKA ZÁRÓVIZSGA 2015

Dinamika. p = mυ = F t vagy. = t

Szent István Egyetem Fizika és folyamatirányítási Tanszék FIZIKA. rezgések egydimenziós hullám hangok fizikája. Dr. Seres István

A nagyobb tömegű Peti 1,5 m-re ült a forgástengelytől. Összesen: 9p

Ha vasalják a szinusz-görbét

Rezgések, hullámok Fizika 11. Szaktanári segédlet

Gyakorlat 30B-14. a F L = e E + ( e)v B képlet, a gravitációs erőt a (2.1) G = m e g (2.2)

A 2014/2015. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő forduló FIZIKA II. KATEGÓRIA MEGOLDÁSI ÚTMUTATÓ

Értékelési útmutató az emelt szint írásbeli feladatsorhoz

Mechanika Kinematika. - Kinematikára: a testek mozgását tanulmányozza anélkül, hogy figyelembe venné a kiváltó

Komplex természettudomány 3.

1. Feladatok munkavégzés és konzervatív erőterek tárgyköréből. Munkatétel

9. évfolyam. Osztályozóvizsga tananyaga FIZIKA

Munka, energia, teljesítmény

159. Egy pontszerű test egyensúlyban van. Két erő hat rá. Az egyik a 200 N nagyságú kelet felé. Mekkora és milyen irányú a másik? Mozoghat-e a test?

Az úszás biomechanikája

2. MECHANIKA Periodikus mozgások: körmozgás, rezgések, lengések

Optika gyakorlat 6. Interferencia. I = u 2 = u 1 + u I 2 cos( Φ)

2. MECHANIKA 2. MECHANIKA / 1. ω +x

Felvételi, 2018 szeptember - Alapképzés, fizika vizsga -

Lendület. Lendület (impulzus): A test tömegének és sebességének szorzata. vektormennyiség: iránya a sebesség vektor iránya.

Gépészmérnöki alapszak Mérnöki fizika ZH NÉV: október 18. Neptun kód:...

Nehézségi gyorsulás mérése megfordítható ingával

Diagnosztika Rezgéstani alapok. A szinusz függvény. 3π 2

Átírás:

Rezgőmozgás, lengőmozgás, hullámmozgás A rezgőmozgás időben ismétlődő, periodikus mozgás. A rezgő test áthalad azon a helyen, ahol egyensúlyban volt a kitérítés előtt, és két szélső helyzet között periodikus mozgást végez. Egy teljes periódust teljes rezgésnek nevezünk. Példák rezgőmozgásra: dugattyú a motorban, ugródeszka vége, lengéscsillapító, varrógép-tű, jojó, földrengés, trambulin, bungee jumping gumikötele, dobhártya, egyes hangszerek rezgő részei (pl. a gitárhúrnak vagy cintányérnak vagy dob tetejének minden pontja)

A rezgőmozgás jellemző adatai: - Az egyensúlyi helyzettől mért pillanatnyi (előjeles) távolságot kitérésnek nevezzük. Jele: x vagy y, mértékegysége: méter (m) - A legnagyobb kitérést amplitúdónak nevezzük. Jele: A, mértékegysége: méter (m) - Egy teljes rezgés idejét rezgésidőnek (periódusidőnek) nevezzük. Jele: T, mértékegysége: secundum (s) - Egy másodperc alatt megtett rezgések számát frekvenciának vagy rezgésszámnak nevezzük. Jele: f, mértékegysége: 1/s 1 f = -----T - körfrekvencia: ω=2 π f A harmonikus (egyenletes, nem csökkenő) rezgőmozgás kitérés idő függvénye szinuszgörbe.

- A rezgőmozgás sebessége a szélső helyzetekben 0, az egyensúlyi helyzeten való áthaladáskor a maximális, vmax. - A harmonikus (egyenletes és nem csökkenő) rezgőmozgás az egyenletes körmozgás vetülete. Ezért a képletei, jellemzői hasonlóak, vagy azonosak: körmozgásban: rezgőmozgásban: periódusidő (T) rezgésidő (T) fordulatszám (f) rezgésszám (f) sugár (r) amplitúdó (A) szögsebesség körfrekvencia (ω) sebesség (v) max. sebesség (vmax.) Összefüggések: ω=2 π f vmax.= A ω f=1/t

A rezgőmozgás mechanikai energiája Mozgási energia Mivel van sebessége, van mozgási energiája, ami ott a legnagyobb a mozgása során, ahol a sebessége, vagyis középen, és a szélső helyzetekben 0. Rugalmas energia Ha munkavégzéssel megfeszítünk egy rugót, energiája lesz, elengedve munkát képes végezni, ez a rugalmas energia. Ott a legnagyobb, ahol a rugó a legjobban kifeszül, vagy összenyomódik, tehát a szélső helyzetekben, az egyensúlyi helyzeten való áthaladáskor pedig 0. Helyzeti energia Ha a rezgő rendszer, rugó függőlegesen mozog, akkor változik a rendszer helyzeti energiája (ami a magasságtól függ (h)). A rezgőmozgást végző rendszer mechanikai energiája; a mozgási energia, a rugalmas energia és a helyzeti energia összege állandó. (Az energia megmaradás törvénye érvényes a rezgőmozgásra is.) Eösszes = Emozg. + Erug. + Ehely. = állandó

Saját rezgés, szabad rezgés Ha egy rezgésre képes rendszert egy lökésszerű erőhatással hozunk mozgásba és magára hagyjuk, akkor a rendszerre jellemző rezgésidővel szabad rezgést, más néven saját rezgést végez. Rezgésideje és frekvenciája nem függ a kitérésétől csak a rugó erősségétől, rugalmasságától (rugóállandótól, D) és a rezgő test tömegétől (m). Periódusideje: Képletben: T = 2 π m D Fonálinga A fonálinga, ha kilendítjük szintén szabad lengést végez. Lengésideje nem függ a kitérésétől, és a lengő test tömegétől sem. Csak a fonal hosszától (l) és a gravitációs erőtől, gravitációs gyorsulástól (g) függ. Periódusideje: Képletben: T = 2 π l g

Ha a fonal hosszabb, a lengésidő is hosszabb lesz. Ha a lengő testre ható gravitációs erő kisebb (pl. a Holdon), akkor a lengés ideje hosszabb lesz. Mivel a lengőmozgás lengésideje a Föld gravitációs terében csak az inga hosszától függ, időmérésre lehet használni. (Ingaóra) Az inga szélső helyzetében a mozgási energiája 0, a helyzeti energiája maximális, a középső helyzetében a mozgási energiája maximális a helyzeti minimális (vagy 0, ha onnan számoljuk a magasságot). Miközben az egyik átalakul a másik energiává, a két energia összege a mozgás során állandó (energiamegmaradás). Példák lengőmozgásra: hinta, kugli (lengőteke), házbontó lengősúly, ingaóra

Csillapodó (csillapított) rezgés, lengés A rezgésekre, lengésekre ható fékező erők (súrlódás, légellenállás) miatt a rezgő, lengő rendszerek csillapodó rezgést, lengést végeznek. Ekkor a rezgésidejük, lengésidejük nem változik csak az amplitúdójuk. A csillapodó rezgés kitérés-idő grafikonja: Ha a csillapodást valamilyen erővel pótolják, vagy a súrlódás, légellenállás elhanyagolható, akkor a rezgés, lengés nem áll le. Ezt csillapítatlan rezgésnek nevezik. (Pl. harmonikus rezgőmozgás) Kényszerrezgés, rezonancia Amikor a rezgő rendszer egy külső gerjesztő hatásnak megfelelően kénytelen rezegni, kényszerrezgést végez. Ekkor nem a saját rezgésének frekvenciájával rezeg. Ha a kényszerrezgés frekvenciája közel azonos a saját szabad rezgésének frekvenciájával (sajátfrekvencia), akkor rezgésének amplitúdója nagyon megnő. Ez a rezonancia jelensége. Ilyenkor az amplitúdó olyan nagymértékben megnőhet, hogy a rezgő rendszer tönkremegy. Ez a jelenség a rezonancia-katasztrófa. Pl. Tacoma-híd leomlása.

Egyéb példák a gyakorlatban Példák rezgőmozgásra, rugó felhasználására: - Járművek kerekeinek ütődéseit rugók csillapítják. (lengéscsillapító) - Hangszerek: gitárhúr, dob felülete, cintányér,...stb rezgőmozgást végeznek, a kiadott hang magassága függ a rezgés frekvenciájától. - felhúzós rugós órák - dobhártya, hangszál Példák ingamozgásra (lengőmozgásra): - Ingaórák, hinta, házfalbontó lengősúly, lengőteke Példák rezonanciára: - Széllökések hatására berezonálhatnak az ablaküvegek. - Ha az autóban kilazult egy csavar, bizonyos motorfordulatszámnál (frekvenciánál) berezonál a motor, vagy az autó egy alkatrésze. - Hidakon nem szabad katonáknak egyszerre lépve menni.

Csatolt rezgés Két rezgés (vagy lengés) összeköttetésben (csatolásban) van egymással. A csatolás miatt átadják egymásnak energiájukat, és így az egyik rezgését (lengését) átveszi a másik, és aztán fordítva. Az anyagok belsejében a részecskék között van kapcsolat, így a részecskék át tudják adni a rezgőmozgásuk energiáját a szomszédjuknak, így a sorozatos csatolt rezgések -ből alakul ki egy anyagban a hullámmozgás.

Mechanikai hullámok Mechanikai hullámnak nevezzük, ha egy anyagban az anyag részecskéinek rezgésállapota továbbterjed. A mechanikai hullám terjedéséhez tehát szükség van valamilyen anyagra (légüres térben nem terjed). Két fajta terjedési módot különböztetünk meg: 1. Az anyag részecskéinek rezgése merőleges a hullám terjedésének irányára (transzverzális hullám). Hullámhegyek és hullámvölgyek alakulnak ki. 2. Az anyag részecskéinek rezgése párhuzamos a hullám terjedési irányával (longitudinális hullám). Sűrűsödések és ritkulások alakulnak ki az anyagban.

A haladó hullámra jellemző mennyiségek: Amplitúdó: a legnagyobb, maximális kitérés nagysága jele: A, SI mértékegysége: m (egyéb mértékegységek: dm, cm, mm, ) Hullámhossz: két azonos rezgési fázisban levő pont távolsága jele: (lambda) SI mértékegysége: m Periódusidő: az az időtartam, amely alatt az anyagban terjedő hullám egy hullámhossznyi utat tesz meg. jele: T SI mértékegysége: s (sec) Frekvencia: Az anyag egy pontján 1 s alatt áthaladt hullámok száma, amely egyenlő az anyag részecskéinek az 1 s alatti rezgéseinek számával jele: f SI mértékegysége: 1/s (Hz, Hertz) Terjedési sebesség: a hullám által 1 s alatt megtett út jele: c vagy v SI mértékegysége: m/s A hullám terjedési sebessége különböző anyagokban különbözik.

Összefüggések a mennyiségek között A víz felületén kialakuló hullám egy speciális hullám felületi hullám, a víz felületén merőlegesen kialakuló hullámhegyek és hullámvölgyek követik egymást, de a víz belsejében nem.

A hullámok fajtái alakjuk szerint: Körhullám (térben gömbhullám): a hullámhegyek és a hullámvölgyek körök (térben gömbök) Egyenes hullám (térben síkhullám): a hullámhegyek és a hullámvölgyek egyenesek (térben síkok) Hullámok másik csoportosítása: Lökéshullám: csak 1 hullámalak halad tovább Pl. vízbe dobott kő hulláma, cunami, földrengéshullám, egy hang (pl kattanás) hanghulláma Folyamatos hullám: sok hullámalak követi egymást és halad tovább Pl. hajó által keltett vízhullám, folyamatos hang (hanghullám)

Hullámok visszaverődése Ha a hullám két anyag határához ér, akkor ott egy része visszaverődik, egy másik része behatolhat az új anyagba. Visszaverődéskor a hullám sebessége, hullámhossza nem változik, a beesési szög megegyezik a visszaverődési szöggel. α=β Hullámok találkozása, interferenciája, állóhullám Hullámok találkozásakor a kitérések összeadódnak, így a hullámhegyek erősítik egymást, a hullámhegyek hullámvölgyekkel találkozva gyengítik, kiolthatják egymást. Ez az interferencia jelensége. Szemben haladó azonos hullámhosszú hullámok találkozásakor, interferenciájakor állóhullámok jöhetnek létre, ahol kialakulnak olyan álló pontok, amelyek nem mozognak: csomópontok. Állóhullámok alakulnak ki pl. a hangszerek húrjain, dob felületén, fúvós hangszerek csövében