Page 98 - 881414_FIZYKA_podrecznik_kl_8_PP_fiipbook

Na wychylone z położenia równowagi ciało działa siła wypadkowa zwrócona ku położeniu równowagi.

W czasie drgań swobodnych obciążnika zawieszonego na sprężynie (wahadła sprężynowego) następują przemiany
energii potencjalnej – czyli sumy energii potencjalnej sprężystości oraz energii potencjalnej grawitacji – w energię
kinetyczną obciążnika.

E s max E s maleje E s min E s rośnie E s max
E k = 0 E k max E k = 0 E k max E k = 0
E p min E p rośnie E p max E p maleje E p min

Wahadło matematyczne to ciało o bardzo małej masie (masie punktowej), najczęściej w postaci kulki zawieszonej na
nieważkiej (o znikomo małej masie) i nierozciągliwej nici.

W czasie ruchu wahadła matematycznego następują przemiany energii potencjalnej
w kinetyczną, i odwrotnie. W punktach maksymalnego wychylenia energia potencjalna
ma największą wartość, a energia kinetyczna wynosi zero. W położeniu równowagi
energia potencjalna jest minimalna, a kinetyczna jest największa.

Wahadła i inne ciała drgające mają własne częstotliwości drgań swobodnych.
Częstotliwość, z jaką ciała wykonują drgania swobodne, to częstotliwość drgań
własnych.
h
Okres i częstotliwość drgań wahadła matematycznego nie zależą od jego masy.
E pmax E p = 0 E pmax
Dla niewielkich amplitud okres drgań nie zależy od amplitudy drgań. Zjawisko to nosi E k = 0 E kmax E k = 0
nazwę izochronizmu.

Okres drgań wahadła zależy od jego długości. Im większa długość wahadła, tym dłuższy jest okres jego drgań. Okres
drgań wahadła jest wprost proporcjonalny do pierwiastka z jego długości: T ~ l

Rezonans to zjawisko przekazywania energii drgań między ciałami, gdy częstotliwość drgań wymuszających jest
równa częstotliwości drgań własnych (swobodnych) ciała. Rezonans powoduje wzrost amplitudy układów drgających.

Falą mechaniczną nazywamy zaburzenie rozchodzące się w ośrodku sprężystym w miarę upływu czasu. Możemy
też powiedzieć, że fala mechaniczna to rozchodzące się drgania ośrodka sprężystego, przenoszące energię, bez
przemieszczania się materii.

Wyróżniamy fale mechaniczne:

z poprzeczną, w której kierunek drgań ośrodka jest prostopadły do kierunku rozchodzenia się fali, rozchodzącą się
tylko w ciałach stałych i na powierzchni cieczy (na skutek napięcia powierzchniowego),
z podłużną, której kierunek drgań ośrodka jest zgodny z kierunkiem rozchodzenia się fali; fala podłużna rozchodzi
się we wszystkich ośrodkach.

96