Превращения энергии при колебаниях

Related posts:

1. Закон сохранения энергии в механике 1. Когда механическая энергия сохраняется? Из курса физики основной школы вы уже знаете, что Сумму кинетической и потенциальной энергий называют полной механической энергией. Докажем, что Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих посредством сил упругости и тяготения, сохраняется, то есть ее изменение равно нулю: ∆(Ek + Ep) = 0. (1) Это утверждение называют законом сохранения […]...
2. Система тел. Потенциальная энергия Не только кинетическая энергия определяет величину работы, которую могут совершить тела системы. Действительно, между телами обычно существуют силы взаимодействия. Пусть имеются несколько взаимодействующих друг с другом тел. Будем рассматривать эти тела как нечто целое. В таких случаях говорят, что эти тела образуют систему тел. Все силы, действующие на тела системы, принято разделять на два вида. […]...
3. Маятник Всюду в нашей жизни мы встречаемся с колебательными движениями, начиная от качаний маятника, колебаний рессор и сотрясений кузова автомобиля или вагона поезда до страшных, разрушительных колебаний коры нашей планеты. Фабричные трубы и высокие здания колеблются под действием ветра, подобно полотну ножовки, зажатому одним концом в тисках. Правда, такие колебания не так уж велики. Амплитуда колебаний […]...
4. Механическая энергия системы тел. Закон сохранения механической энергии Мы изучали различные виды энергии, которыми обладают тела или системы тел. При этом было установлено, что кинетическая энергия определяется движением тел и их массой и зависит от механических параметров системы (масс тел и их скоростей). Потенциальная энергия системы тел определяется их взаимодействием и также зависит от механических параметров (взаимного положения, т. е. координат тел системы, […]...
5. Потенциальная энергия 1. Определение потенциальной энергии В предыдущем параграфе мы говорили о работе, которую может совершить тело за счет уменьшения своей скорости, а теперь нас будет интересовать работа, которую может совершить тело или система тел вследствие изменения положения тел. Рассмотрим примеры. Работа поднятого груза. Когда подвешенный на тросе груз равномерно движется вниз, он действует на трос силой, […]...
6. Кинетическая энергия Из первых параграфов этой главы следует, что если суммарная работа сил, действующих на тело, положительна, то скорость тела относительно инерциальной системы отсчета увеличивается. Напротив, если эта работа отрицательна, то скорость тела уменьшается. Таким образом, изменение скорости движения тела и работа, совершенная над этим телом, связаны. Найдем эту связь. Пусть на гладкой горизонтальной плоскости в точке […]...
7. Кинетическая энергия и механическая работа 1. Кинетическая энергия Пусть на покоящееся вначале тело массой m действуют постоянные силы, равнодействующую которых обозначим (рис. 29.1). Если перемещение тела равно , работа равнодействующей Aрд = Fs. (1) Индекс «рд» подчеркивает, что речь идет о работе равнодействующей всех приложенных к телу сил. Дело в том, что мы будем использовать сейчас второй закон Ньютона, согласно […]...
8. Энергия Термин «энергия» был введен в 1807 г. английским ученым Т. Юнгом. В переводе с греческого это слово означает «действие, деятельность». Современная наука немыслима без этого понятия. Оно присутствует во всех разделах физики. Это и электрическая энергия, магнитная энергия, атомная энергия и т. д. Энергия, изучаемая в механике, называется механической. Именно с нее мы и начнем […]...
9. Работа, энергия, мощность Работа и энергия Если некоторая сила F будет действовать на тело на всем протяжении пути S, то мы сможем вычислить работу A, которую совершает данная сила. Работу можно найти, если силу F умножить на пройденное расстояние S: A = F * S. Единицей измерения работы является джоуль (Дж). Работа по подъему груза → Потенциальная энергия […]...
10. План-конспект урока по физике. Тема: Математический маятник. Динамика колебательного движения Цель урока: сформировать у учащихся представление о математическом маятнике, как о модели физического маятника; на основании законов механики Ньютона получить уравнения, описывающие колебательные движения. Ход урока Проверка домашнего задания методом индивидуального опроса 1. Что изучает физика колебаний? По какому принципу объединены вопросы в этом разделе? 2. Особенности свободных и вынужденных колебаний. Примеры. 3. При каких […]...
11. Закон сохранения энергии В общем случае тело обладает одновременно как кинетической, так и потенциальной энергией. Их сумму называют Полной механической энергией: E = Eк + Eп (15.1) Это понятие было введено в 1847 г. 26-летним немецким ученым Г. Гельмгольцем. Что происходит с полной механической энергией по мере движения тела? Чтобы выяснить это, рассмотрим простое явление. Бросим вертикально вверх […]...
12. Первый закон термодинамики 1. Внутренняя энергия газа Из курса физики основной школы вы знаете, что сумму кинетической энергии хаотического движения частиц и потенциальной энергии их взаимодействия называют внутренней энергией. Внутренняя энергия U данной массы одноатомного идеального газа равна произведению средней кинетической энергии одной молекулы на число молекул N: U = N. ? 1. Объясните, почему внутренняя энергия U […]...
13. Внутренняя энергия В механике различают два вида энергии: кинетическую и потенциальную. Но когда говорят об этих видах энергии, то обычно приводят примеры крупных, заметных глазу тел: движущегося поезда, летящего футбольного мяча, поднятого камня. Привыкнув связывать представление об энергии с подобными примерами, довольно трудно бывает перейти к явлениям в мире микрочастиц. Однако движение происходит и во внутреннем мире […]...
14. Работа электрического поля. Разность потенциалов (напряжение) 1. Работа поля при перемещении заряда В этой главе мы рассматриваем электрическое поле, созданное покоящимися электрическими зарядами. Такое поле называют электростатическим. (В курсе физики 11-го класса мы рассмотрим также вихревое электрическое поле, которое порождается не электрическими зарядами, а изменяющимся магнитным полем. Для вихревого электрического поля нельзя ввести понятие разности потенциалов, которое рассматривается в этом параграфе.) […]...
15. Внутренняя энергия Из курса физики VII класса известно, что любое макроскопическое тело обладает внутренней энергией. Понятие внутренней энергии макроскопических тел играет важнейшую роль при исследовании тепловых явлений. Это обусловлено существованием фундаментального закона природы — Закона сохранения энергии. Открытие закона сохранения энергии стало возможным после того, как было доказано, что наряду с механической энергией микроскопические тело обладают еще […]...
16. Механические колебания Колебания являются очень распространенным видом движения. Это покачивание веток деревьев на ветру, вибрация струн у музыкальных инструментов, движение поршня в цилиндре двигателя автомобиля, качания маятника в настенных часах и даже биения нашего сердца. Рассмотрим колебательное движение на примере двух маятников — нитяного и пружинного. Нитяной маятник изображен на рисунке 30. Он представляет собой шарик, прикрепленный […]...
17. План-конспект урока по физике. Тема: Превращение энергии при гармонических колебаниях Цель урока: выяснить закономерности превращения энергии при гармонических колебаниях для двух случаев: когда в системе нет трения; трение в системе присутствует. Ход урока 1. Анализ выполнения лабораторной работы. 2. Фронтальная беседа по вопросам к изучению новой темы А) Какие колебания называются свободными? Б) Какой энергией обладает сжатая пружина? Записать формулу на доске. В) Что называется […]...
18. Повторно обобщающий урок по теме «Механические колебания» Цель урока: повторить материал, изученной темы; проверить знание формул; развивать навыки решения качественных, графических и вычислительных задач; развивать умение анализировать, сравнивать, систематизировать знания. Ход урока. Проверка домашнего задания методом заполнения таблицы с формулами. Учащимся раздают карточки, которые разделены на два столбца. В правой части таблицы хаотично расположены правильные ответы. В левой части таблицы записаны названия […]...
19. Применение уравнения теплового баланса 1. Первый закон термодинамики и уравнение теплового баланса До сих пор мы рассматривали первый закон термодинамики применительно к газам. Отличительной особенностью газа является то, что его объем может значительно изменяться. Поэтому согласно первому закону термодинамики переданное газу количество теплоты Q равно сумме совершенной газом работы и изменения его внутренней энергии: Q = ∆U + Aг. […]...
20. Внутренняя энергия Мы знаем, что существуют два вида механической энергии: кинетическая и потенциальная. Кинетической энергией тела обладают вследствие своего движения, потенциальной — вследствие своего взаимодействия с другими телами. Изучая механические явления, мы узнали, что кинетическая и потенциальная энергии могут превращаться друг в друга. Примеры такого превращения можно найти в § 15 и 18. Рассмотрим еще один пример. […]...
21. Разрывы и столкновения 1. Разрыв летящего снаряда В этом параграфе мы будем предполагать, что сопротивлением воздуха можно пренебречь. ? 1. Выпущенный вертикально вверх снаряд разорвался в верхней точке траектории на два осколка массой m1 и m2 (рис. 32.1). Чему равно отношение скоростей осколков после разрыва? (Под скоростями до и после разрыва или столкновения здесь и далее мы понимаем […]...
22. Задачи и упражнения к главе 3 «Колебания и волны» 91. Ветви камертона совершают колебания с частотой 440 Гц. Чему равен период этих колебаний? Сколько колебаний успевают совершить ветви этого камертона за 1,5 с? 92. Маятник совершил 180 колебаний за 72 с. Определите период и частоту колебаний маятника. 93. По графику колебаний, изображенному на рисунке 98, определите амплитуду, период и частоту колебаний. 94. Определите амплитуду, […]...
23. План-конспект урока по физике. Тема: Производство и использование электрической энергии Цель урока: углубить и систематизировать знания учащихся о ведущей роли электроэнергетики в хозяйстве страны. Ход урока Материал темы учащиеся готовят самостоятельно, работая с учебником и плакатами. Класс поделен на 3 группы (по рядам). Каждая группа должна ответить на вопросы. 1. 1-ая группа готовит материал о производстве электроэнергии на тепловых и атомных электростанциях. Вопросы, на которые […]...
24. Повторно – обобщающий урок по теме: «Законы сохранения в механике» Цель урока: повторение изученного материала, проверка знаний по основным вопросам темы, совершенствование навыков решения задач различных видов. Ход урока Проверка домашнего задания методом тестирования. Вариант – 1 1. Каков импульс тела, если известно, что тело движется со скоростью V? а масса тела m. A) mV̄²/2 ; Б) mV²/2 ; B) mV ; Г) mV/2 ; […]...
25. Абсолютная температура и средняя кинетическая энергия молекул 1. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории Идеальный газ. Если потенциальной энергией взаимодействия молекул в газе можно пренебречь по сравнению с кинетической энергией их хаотического движения, то можно считать, что вся внутренняя энергия газа — это сумма кинетических энергий его молекул. Такую упрощенную модель реального газа называют идеальным газом. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа объясняет свойства газов, рассмотренные […]...
26. Задачи и упражнения к главе 2 «Динамика» 37. При вращении точильного камня все его частицы движутся вместе с ним по окружности. Но как только какая-нибудь частичка отрывается от камня, она начинает двигаться по прямой линии (см. рис. 8). Почему? 38. Почему споткнувшийся человек падает вперед? 39. Может ли тело двигаться в сторону, противоположную направлению действия силы? Что при этом будет происходить с […]...
27. Колебательный контур. Превращение энергии при электромагнитных колебаниях. Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями Цель урока: сформировать представление как в колебательном контуре энергия электрического поля периодически превращается в энергию магнитного поля; рассмотреть сходство между механическими и электромагнитными колебаниями. Ход урока 1. Проверка домашнего задания методом фронтального опроса. — Почему электромагнитные колебания были открыты случайно? — Как можно наблюдать электромагнитные колебания? — Изменение, каких величин называют электромагнитными колебаниями? -Как получают […]...
28. Необратимость процессов в природе Закон сохранения энергии утверждает, что количество энергии при любых ее превращениях остается неизменным. Но он ничего не говорит о том, какие энергетические превращения возможны. Между тем многие процессы, вполне допустимые с точки зрения закона сохранения энергии, никогда не протекают в действительности. Примеры необратимых процессов. Нагретые тела постепенно остывают, передавая твою энергию более холодным окружающим телам. […]...
29. Решение задач по термодинамике Цель урока: продолжить формирование умения выполнять термодинамическое описание процессов: вычисление работы, количества теплоты, внутренней энергии и других параметров системы, развивать навыки самостоятельно мыслить, решать задачи разными способами. Ход урока Проверка домашнего задания методом выполнения тестового задания Вариант – 1 1. Внутренняя масса реального газа… А) Не зависит ни от температуры, ни от объема. Б) Не […]...
30. Способы изменения внутренней энергии Внутренняя энергия тела зависит от средней кинетической энергии его молекул, а эта энергия, в свою очередь, зависит от температуры. Поэтому, изменяя температуру тела, мы изменяем и его внутреннюю энергию. При нагревании тела его внутренняя энергия увеличивается, при охлаждении уменьшается. Проделаем опыт. Укрепим на подставке тонкостенную латунную трубку. Нальем в нее немного эфира и плотно закроем […]...
31. Движение системы тел 1. Гладкая горка и шайба Горка с одной вершиной Пусть на гладком столе покоится гладкая горка массой M и высотой H (рис. 34.1). На нее налетает со скоростью 0 шайба массой m. Двигаясь по горке, шайба не отрывается от нее. Возможны три варианта развития событий. 1) Шайба не достигнет вершины горки и соскользнет по тому […]...
32. Работа в физике — Что вам задано на завтра по физике, Игорь? — спросил Иван Иванович, подходя к столу, за которым сидел его сын, перелистывая учебник физики. — Повторить о работе. Очень мало, всего три параграфа и две задачи. Это очень просто. Я уже приготовил уроки. — Мало — это верно, но просто ли? Вот скажи, пожалуйста, что […]...
33. Звук и колебания Звук Если какой-нибудь предмет, например, гитарная струна или мембрана громкоговорителя, начинает быстро колебаться, то возникает звук, который передается нашему уху. Звуковые колебания можно и увидеть: если положить рисовое зерно на мембрану, то оно будет подпрыгивать до тех пор, пока громкоговоритель не будет выключен. Колебания Колебания можно наглядно рассмотреть с помощью маятника: в состоянии равновесия маятник […]...
34. Резонанс Отличительной особенностью вынужденных колебаний является зависимость их амплитуды А от частоты ν изменения внешней силы. Для изучения этой зависимости можно воспользоваться уже знакомой нам установкой, изображенной на рисунке 36. Если вращать ручку кривошипа очень медленно, то груз вместе с пружиной будет перемещаться вверх и вниз так же, как и точка подвеса О. Амплитуда вынужденных колебаний […]...
35. Проектно-исследовательская деятельность по физике 1. Исследование времени реакции человека. Использование видеокамеры в качестве измерительного инструмента Цели проекта 1. Измерение времени реакции человека на различные виды сигналов. 2. Изучение возможностей использования видеокамеры для измерения перемещения, скорости и ускорения. Задачи проекта 1. Изучение теоретического материала по данным темам. 2. Изготовление простого измерителя времени реакции человека на различные виды сигналов: визуальный, звуковой, […]...
36. План-конспект урока по физике по теме: Работа силы тяжести и силы упругости. Потенциальная энергия Цель урока: расширить представление о потенциальной энергии тел как энергии взаимодействия нескольких тел обосновать произвольность выбора нулевого уровня состояния системы, научить учащихся пользоваться математическим выражением потенциальной энергии при решении задач различных типов. Ход урока Проверка домашнего задания методом фронтального опроса 1. Что называется энергией тела? 2. От чего зависит механическая энергия системы тел? 3. В […]...
37. План-конспект урока по физике. Тема: Гармонические колебания Цель урока: сформировать у учащихся представление о гармонических колебаниях, как о гармонических изменениях координаты и других физических величин; ввести понятие амплитуды, периода, частоты, циклической частоты; получить формулу для вычисления периода свободных колебаний. Ход урока Проверка домашнего задания методом индивидуального опроса 1. Пояснить, используя чертеж, какие силы заставляют колебаться математический маятник. 2. Получить уравнение движение для […]...
38. Виды колебаний Колебания пружинного и нитяного маятников, которые были рассмотрены в предыдущих параграфах, называют Свободными. Свободные колебания происходят «сами по себе», без воздействия внешних периодически изменяющихся сил. При наличии таких сил колебания называют Вынужденными. Тряска автомобиля, движущегося по неровной дороге, вибрации кормовой части судна, связанные с работой гребного винта, движение качелей, которые кто-то периодически подталкивает,- все это […]...
39. Применение условий равновесия тела 1. Виды равновесия. Равновесие тела на опоре Поставим опыт Обведем мелом или карандашом основание стоящего на столе цилиндра (рис. 36.1). Фигуру, ограниченную полученной окружностью, будем называть площадью опоры. (В соответствии со сложившейся терминологией площадью опоры называют в данном случае не площадь фигуры, а саму фигуру). Линия действия силы тяжести пересекает площадь опоры (рис. 36.2). Если […]...
40. Электроемкость. Энергия электрического поля 1. Электроемкость В курсе физики основной школы вы уже познакомились с конденсатором — устройством, предназначенным для накопления электрических зарядов. Например, плоский конденсатор (рис. 54.1) состоит из двух параллельных пластин, расстояние между которыми намного меньше их размеров. Эти пластины называют обкладками конденсатора. Между обкладками конденсатора находится диэлектрик. Им может быть, например, воздух. Но чаще пространство межу […]...