Nihanje in valovanje Flashcards
(9 cards)
Zapiši izraze za časovno odvisnost odmika, hitrosti in pospeška nihala pri harmonskem nihanju in nariši ustrezne grafe.
Na listu in v zvezku.
Opiši matematično, vzmetno ter fizično nihalo ter zapiši izraz za njegov nihajni čas.
Vzmetno nihalo :
Ko nihalo deluje, je sila vzmeti zaviralna oz. deluje negativno. Računamo s Hookovim zakonom. Poznamo navpično in vodoravno vzmetno nihalo. Na nihajni čas vplivata masa in trdota vzmeti, za majhne odmike pa je neodvisen od amplitude
nihanja A: enačba na listu.
Energijo, ki je shranjena v raztegnjeni ali stisnjeni vzmeti ali drugi elastični snovi, imenujemo prožnostna energija:
Epr =1/2kx2
Matematično nihalo je fizično nihalo, kjer je predmet oz. utež zbrana v točki. Sila kaže proti ravnovesni legi. Na nihajni čas vpliva dolžina vrvice ( daljša kot je vrvica, počasneje bo nihalo nihalo), odvisno je tudi od g-ja
(gravitacije). Za majhne odmike od ravnovesne lege za matematično nihalo dolžine l velja, da se giblje harmonsko, s kotno hitrostjo: enačba na listu.
Fizično nihalo je podobno matematičnemu, vendar masa ni zbrana v točki, ampak je razporejena po celotnem telesu. Kotno hitrost izračunamo: enačba na listu.
Če je telo pritrjeno na os, ga izmaknemo iz ravnovesne lego in nihalo prične nihati.
Navedi primer za dušeno nihanje. Zapiši in izpelji enačbo.
Realna nihala – amplituda se zmanjšuje, zato izgubljajo energijo – dušenje. Primer dušenega nihanja sta vzmetno nihalo v vodi ter vzmetenje pri avtomobilu.
Kaj je mehansko valovanje. Zapiši izraz za odmik v odvisnosti od kraja in časa za ravni harmonski val.
Mehansko valovanje je širjenje motnje (sinusnega nihanja) v sredstvu (snov se premika - valovanje na vodi). Prenaša energijo in ne snovi. Vsak delec niha enako kot njegov sosed a z določeno zakasnitvijo.
Odmik v odvisnosti od kraja in časa je: izpeljava na listu.
Pojasni naslednje pojme: hitrost razširjanja valovanja, valovna dolžina, frekvenca, nihajni čas.
Hitrost razširjanja valovanja : sprememba lege na časovno enoto (c) .
Valovna dolžina : Razdalja med dvema valovoma oz. razdalja na kateri se oblika vala ponovi.
Frekvenca : fizikalna enota, določena kot število ponavljajočih se dogodkov v nekem času.
Nihajni čas : čas, ki ga potrebuje nihalo za en nihaj pri nihanju oz. čas potreben, da nihalo opravi pot od ene skrajne lege do druge in nazaj do začetne skrajne lege.
Pojasni razliko med longitudinalnim in transverzalnim valovanjem.
Transverzalno valovanje: Delci nihajo pravokotno na smer širjenja valovanja (valovanje na vrvi).
Longitudinalno valovanje: Delci nihajo vzporedno s smerjo širjenja valovanje ( vzmet – zgoščine in razredčine).
Razloži konstruktivno in destruktivno interferenco valovanja.
Interferenca: Seštevanje valovanj iz dveh ali več izvorov. Načelo superpozicije: vsoto dveh ali več valovanj določimo tako, da v vsaki točki v prostoru seštejemo prispevke posameznih valovanj.
Odmiki v isti smeri se seštejejo (dva vrha ali dve dolini), takrat je interferenca konstruktivna, nasprotno usmerjeni odmiki se odštejejo in takrat je interferenca destruktivna.
Konstruktivna interferenca – pride kadar sta valovanji v fazi – fazna razlika je 0. Imamo valovanja a in b, ki sta v fazi, nihata sočasno, imata enako amplitudo. Valovanji seštejemo in dobimo valovanje z dvojno amplitudo.
Destruktivna interferenca pride takrat, ko sta valovanji v protifazi, fazna razlika je π, polovica valovne dolžine, valovanji se odštejeta, valovanje se izniči.
Kako nastane stoječe valovanje – izpelji enačbo?
Stoječi valovi nastanejo, ko potujeta dve valovanji, ki imata enako frekvenco, amplitudo in valovno dolžino, v nasprotnih smereh skozi snov. Izpeljava enačbe stoječega valovanja: na listu.
Skiciraj in opiši prva tri osnovna nihanja vpete strune!
skice na listu.
