Page 62 - 881414_FIZYKA_podrecznik_kl_8_PP_fiipbook
P. 62
Drgania mechaniczne
to ruchy wielokrotnie powtarzające się
w jedną i drugą stronę po określonym torze.
Gdyby nie było oporu ośrodka i innych oporów ruchu, drgania nie usta-
wałyby. Obciążnik na sprężynie czy na nitce lub brzeszczot wykonywałyby
drgania swobodne. Tak mogłoby się dziać w próżni. W powietrzu ruch
jest hamowany, dlatego ciało traci energię i drgania ustają (gasną). Zaobser-
3 1 wowane przez nas ruchy nazywamy drganiami gasnącymi. Działając siłą
2 zewnętrzną, możemy uzupełniać energię ciała drgającego i podtrzymywać
4
położenie równowagi drgania, które nazywamy wtedy drganiami wymuszonymi. Tak dzieje się
na przykład podczas huśtania kogoś na huśtawce.
2.2 Ciało wykonuje jedno pełne
drganie, jeśli przemieści się
z miejsca, do którego zostało Jakie wielkości opisują ruch drgający?
wychylone (1) przez położenie
równowagi (2), do drugiego Gdy ciało zostanie odchylone z położenia równowagi i puszczone, wykona
skrajnego położenia (3) i wróci ruch do skrajnego położenia znajdującego się po przeciwnej stronie punktu
przez położenie równowagi (4) do równowagi i wróci do położenia, z którego zostało wychylone (il. 2.2). Powie-
pierwotnego położenia (1)
my wtedy, że ciało wykonało jedno pełne drganie.
Wielkościami charakteryzującymi ruch drgający są:
• wychylenie (x) ciała z położenia równowagi; wychylenie określamy
w jednostkach długości (il. 2.3),
• amplituda (A) – maksymalne wychylenie ciała drgającego z położenia
równowagi (il. 2.4); jednostką podstawową amplitudy jest 1 metr,
[A] = 1 m
• okres (T) – czas, w którym ciało wykonuje jedno pełne drganie (wahnię-
50 g cie); jednostką podstawową okresu jest 1 sekunda,
x [T] = 1 s
50 g • częstotliwość (f) – od ang. frequency (czyt. frikłens-i) – liczba pełnych
x drgań w jednostce czasu; znając liczbę drgań i czas ich trwania, możemy
50 g
ją obliczyć ze wzoru:
liczba pełnych drgań n
częstotliwość = czas trwania drgań = t
Częstotliwość informuje nas o liczbie drgań w czasie 1 sekundy. Możemy
ją również obliczyć, stosując wzór:
2.3 Wychylenie z położenia 1
równowagi f = T
Częstotliwość jest odwrotnością okresu drgań.
Jednostką częstotliwości jest 1 herc (1 Hz).
Nazwa jednostki częstotliwości [f] = 1 = 1 = 1 Hz
pochodzi od nazwiska niemieckiego [T] 1 s
fizyka Heinricha Rudolfa Hertza (czyt. Częstotliwość drgań jest równa 1 hercowi, gdy ciało drgające wykonuje
hajnrisia rudolfa herca). jedno drganie w ciągu 1 sekundy.
60
