Maa pöörleb ja kujutledava pöörlemistelje asend Põhjanaela suhtes ei muutu. Maa tiirleb ümber Päikese. Aastaajad vahelduvad, sest Maa pöörlemistelg pole tiirlemistasandiga risti. Tiirlemisel ümber Päikese muutub telje asend Päikese suhtes. Füüsikaline suurus – Pean meeles Võnkumise arvuliseks iseloomustamiseks on võetud kadutusele amplituud, periood ja sagedus. Amplituudiks nimetatakse võnkuva keha suurimat kaugust tasakaaluasendist, mõõdetuna piki trajektoori. Amplituudi mõõdetakse pikkusühikutes. Perioodiks nimetatakse ühe täisvõnke sooritamise kestust. Perioodi mõõtühik on üks sekund. Sagedus näitab, mitu võnget teeb pendel ühes sekundis. Mida suurem on sagedus, seda rohkem võnkeid pendel ühes sekundis sooritab.
hulga rakett. mgvg = - mrvr Näidisülesanded 1. Suusahüppaja kiirus suusamäe lõpul on 93,6 km/ h. Kui suur on suusataja impulss, kui suusataja mass on 90 kg ? Andmed Lahendus v = 93,6 km/h, 93,6/3,6 = 26 m/s p = mv m = 90 kg . p = 90 x 26 = 2340 kgm/s p=? 2. Inimene, massiga 80 kg, hüppab paigalolevasse paati ahtri poolt pikki paati kiirusega 8 m/s. Milline on paadi kiirus, kui paadi mass on 200 kg ? Takistavaid tegureid mitte arvestada. Andmed Lahendus mi = 80 kg mivi = ( mi + mp ) vp,i mp = 200 kg vp,i = mivi / ( mi + mp ) vi = 8 m/s . vp,i = 80 x 8 / 80 + 200 = 640/ 280 = vp,i = ? = 2,29 m/s 3. Jääl seisev inimene, massiga 75 kg saab löögi pallilt, mille mass on 0,5 kg ja kiirus 20 m/s
Saab kasutada tundmatu võnkesageduse Võib olla ohtlik Lained Laine võnkumiste edasikandmine ruumis Laine tekib keskkonna häirimisel, tasakaalust välja viimine Lainete liigid Võnkumine saab toimuda mingis kindlas sihis Ristlaine laine, milles võnkumine toimub levimissuunaga risti. !üles-alla! Nt: veepinnal, raadio- ja valguslained Pikilaine laine, milles võnkumine toimub pikki levimissuunda Nt: heli Laineid iseloomustavad suurused Laine kõrgus on võrdne 2x amplituud Lainet iseloomustavad: 1) Võnkeamplituud x0 (ühik- 1m) 2) Periood T (1s) 3) Sagedus f (1 Hz) h=2 x 0 h- laine kõrgus, x0- võnkeamplituud lainepikkus kaugus kahe teineteisele lähima samas taktis võnkuva punkti vahel ( ) Neis punktides on koguaeg võnkumise hälve, kiiruse suurus ja suund ühesugused.
· Muutuv vibratsioon vibratsioon, mille kontrollitava parameetri väärtus vaadeldavas ajavahemikus muutub enam kui 2 korda ehk 6 dB Võnkumiseks laias mõttes nimetatakse mis tahes protsessi, mis on iseloomustatav mingi parameetri või suuruse täpselt või siis rohkem või vähem ligikaudselt perioodiliselt korduva muutumisega. Füüsikas tuuakse võnkumise olulise tunnusena sageli esile võnkuva suuruse muutumine ümber tasakaaluoleku. Võnkumiste näited Erinevad võnkumised on iseloomustatavad erinevate võnkuvate suuruste kaudu. Mehaanilise võnkumise (näiteks pendli või kiige või heliseva pillikeele (heliallika) võnkumise) puhul muutub keha asend ning võnkuvaks suuruseks on keha asendit iseloomustav koordinaat (kaugus või nurk). Elastse võnkumise puhul muutub elastse keskkonna rõhk antud punktis. See leiab aset näiteks heli levimisel õhus või vees tihenduste ja hõrendustena. · pinge - (elektriline pinge vahelduvvooluvõrgus)
võnkuda liikumatu punkti ümber. T =2 π √ 2l 3g Resonantsinähtus – nähtus, kus välise mõju sageduse kokkulangemisel süsteemi vabavõnkumise sagedusega suureneb võnkeamplituud märgatavalt. Lained Mehaaniline laine - Aineosakeste liikumisega seotud laine. * Tekivad vaid elastses keskkonnas. *Laine kannab edasi energiat, mitte ainet. Laine – Võnkumiste edasikandumine ruumis. Ristlaine – laine, milles võnkumine timub levimissuunaga risti Pikilaine – laine, miles võnkumine toimub piki levimissuunda Võnkeamplituud – x0 (1m) Periood – T (1s) Sagedus – f (1Hz) Laine kõrgus – h = 2x0 Lainepikkus – kaugus kahe teineteisele lähima samas taktis võnkuva punkti vahel Lainepikkus – λ (Lambda)(m) λ v = =λ f
Kiirendus on alati suunatud trajektoori kõveruskeskpunkti, seepärast nim. antud kiirendust kesktõmbekiirenduseks. Vk = v²/r Ühik: 1m/s² 7.Mis on võnkumine? Võnkumine on perioodiline liikumine,kus keha läbib tasakaaluasendi kord ühes,kord teises suunas kindla ajavahemiku järel. 8.Mis on : Hälve-võnkuva keha kaugust tasakaaluasendist nim. selle keha hälbeks. Amplituud-suurimat kaugust tasakaaluasendist e. maksimaalset hälvet nim. Amplituudiks. 9.Mis on võrkeperiood ja võnkesagedus, ühik ja omavaheline seos? Võnkeperiood - on ühe täisvõnke tegemiseks kulunud aeg. Võnkesagedus - iga keha võib võnkuda kindla sagedusega,seda sagedust nim. oma võnkesageduseks. Ühikuks on Hz ja seos: T = 1/f 10.Mis on resonants? Võnkeamplituudi järsku kasvamist perioodilise välismõju sageduse kokkulangemisel süsteemi vabavõnkumise sagedusega nim. resonantsiks. 11.Harmoonilise võnkumise võrrand? X= x sint 12.Mis on: laine - laineks nim
1)gravitatsioonijõud,kuule, tehiskaaslastele maal 2)hõõrdejõud(kurvides sõitvale sõidukile) 3)elastsusjõud(hoorattale, käijale). Kaldkurvides on kesktõmbejõuks hõõrdejõu ja teepinna elastsusjõu summa vektorsumma. Kesktõmbekiirendus a näitab, kui kiiresti kiiruse suund muutub. a ei põhjusta kiiruse suurenemist ega vähenemist vaid näitab suuna muutumise kiirust. Perioodiks T nim ühe ringi läbimise aega, ühik 1s. Sageduseks f nim ajaühikus läbitud ringide või pöörete arvu, ühik SI-süsteemis 1p/s ehk 1s , tehnikas p/min. Sagedus ja periood on pöördvõrelised.. Kiirus v on alati kõverjooneline puutuja suunaline ning näitab ajaühikus läbitud tee (kaare) pikkust. Nurkkiirus (oomega) näitab kui suure nurga läbib raadius ajaühikus. Nurga mõõtühik on SI-süsteemis: 1rad(radiaan). See on raadiuse pikkune kaar või selle vastav nurk. Üks täisring=2 rad=6,28rad.
1. Mida tähendab, et elektromagnetlaine on ristlaine? Elektromagnetväli liigub ruumis lainena algse elektrivälja muutusega ristuvas suunas. Elektriväli ja magnetväli on laines omavahel risti ja nad mõlemad on ka risti laine levimissuunaga. Elektromagnetlaine on ristlaine. 2. Kuidas kirjeldas Maxwell elektromagnetlainete levimist ruumis? Elektrivälja muutumine ühes punktis põhjustab kõigepealt muutuva magnetvälja ja selle magnetvälja muutus kutsub elektromagnetilise induktsiooni teel esile elektrivälja muutumise naaberpunktis 3. Nimeta elektromagnetlainete skaala lainealad nende sageduse kasvamise järjekorras. Raadiolained, mikrolained, infrapunakiirgus, nähtav valgus, ultraviolettkiirgus, röntgenikiirgus ja gammakiirgus. 4
TEST 6 võnkumised ja lained, heli 1. Kuidas liigitatakse mehaanilisi laineid sageduse alusel? 1. < 16 HZ infaheli 2. > 20 000 Hz ultraheli 3. 16 ... 20 000 Hz heli 2. Kuidas helisid liigitatakse? 1. Mitme harmoonilise laine summa kõla 2. Harmooniline laine toon 3. Paljude erinevate ja muutuvate sageduste summa müra 3. Millised lained levivad antud keskkondades? 1. tahke keha rist ja pikilaine 2. Vedelik ainult piki 3. Gaas ainult piki 4. Sea vastavusse suuruse definitsioon ja nimetus 1. Täisvõngete arv 2 sekundi jooksul ringsagedus 2. Ajaühikus sooritatud võngete arv (võnke)sagedus 3. Võnkuva keha suurim kaugus tasakaaluasendist võnkeamplituud 4. Aeg,mille jooksul sooritatakse 1 täisvõnge võnkeperiood 5. Võnkuva keha kaugus tasakaaluasendist hälve 5
KORDAMISKÜSIMUSED MEHAANIKA KURSUS VÕNKUMISED JA LAINED 1. Mehaaniline võnkumine ( mõiste, liigid, näited ) 2. Mida on tarvis vabavõnkumiste tekkeks? 3. Mis on harmooniline võnkumine? 4. Hälve, amplituud, periood, sagedus, faas, ringsagedus ( mõiste, tähis, ühik ) 5. Resonants ( mõiste, näide ) 6. Mis on laine? 7. Ristlaine ( mõiste, näide ) 8. Pikilaine (mõiste, näide ) 9. Mis liiki on helilaine? Kuidas helid jagunevad? 10. Ultraheli ( mõiste, kuidas inimene seda tajub, kasutamine ) 11. Infraheli ( mõiste, kuidas inimene seda tajub, miks on see ohtlik ) 12. Mille poolest erinevad muusikalised helid? 13. Helitugevus ( millest ja kuidas sõltub, ühik, kui suur helitugevus on inimesele surmav ) 14. Helikõrgus ( millest ja kuidas sõltub, kui kõrgeid helisid inimene kuuleb ) 15.Lainete peegeldumine ( mõiste, näide ) 16
1. Mehaaniline võnkumine on liikumine mis kordub võrtsete ajavahemike järel mööda sama teed edasi-tagasi 2. Vaba võnkumine toimub süsteemi siseste jõudude mõjul pärast keha välja viimist tasakaaluasendist. (pendel) 3. Sundvõnkumine toimub väliste jõudude mõjul. (õmblusmasin) 4. Harmooniliseks nim. Võnkumist, mille korral hälve sõltub ajast siinusfunktsiooni järgi (sinusoidaalselt) 5. Vabavõnkumine on sumbvõnkumine võnke amplituud aja jooksul väheneb. Hõõrdumise kiirus väheneb. 6. Hälve on võnkuva keha kaugus tasakaaluasendist. Tähis : x Ühik : meeter 7. Võnkeamplituud on suurim kaugus tasakaaluasendist. Tähis x0 Ühkik : meeter 8. Võnkeperiood ühe täisvõnke kestvus. Tähis : T Ühik : s Valem T=t/n 9. Võnkesagedus on sekundis tehtud täisvõngete arv. Tähis : f Ühik : Hz 10. Resonants on nähtus kus keha võnke amplituut järsult suureneb kui välise jõu mõjumise sagedus saab võrdseks keha omavõnkesagedusega. 11. Lai
Nt: 1)kiik, kui talle hoogu ei anna. Mehaanilise vabavõnkumise tekkimiseks peab süsteemis olema täidetud kolm tingimust: 1) Peab olema püsiv tasakaaluolek 2)Süsteem peab omama inertsi 3)Süsteem peab saama võnkumise käivitamiseks valise tõuke Sundvõnkumine toimub välise perioodlise jõu mõjul. Nt: õmblusmasina nõel. Sumbuv võnkumine- võnke amplituut väheneb. Looduses on vabavõnkumised alati sumbuvad võnkumised. Sumbumatu võnkumine- võnke amplituut ei muutu. Sundvõnkumine on tavaliselt sumbumatu. Võnkeperiood- ühe täisvõnke sooritamiseks kuluv aeg. T=t/N Võnkesagedus- ajaühikus sooritavate täisvõngete arv. f= N/t f=1/T Hälve- võnkuva keha kaugus tasakaaluasendist, mehaanilise võnkumisel tähistatakse x-ga. Võib olla positiivne ja negatiivne. Amplituut- maksimaalne hälve. Harmooniline võnkumine- saab kirjeldada sin-või cos-funktsiooni abil. Esineb looduses suht
võnkeamplituut-suurim kaugus tasakaaluasendist e. max hälve, tähis x0 resonants-võnkeamplituudi järsk kasvamine perioodilise välisjõu sageduse kokkulangemisel süstemi vabavõnkumise sagedusega harmooniline võnkumine-võnkumine mis toimub sin või cos funkts. Järgi Algfaas-näitab milline osa võnk. on ajahetkeks 0 juba perioodist möödunud Faasivahe-kahe võnkumise faasi erinevus Laine-võnkumiste edasikandumine ruumis Lainefront-piir kuhu häiritus on jõudnud Lainete liigid: ristlaine, pikilaine ristlaine-osakesed võnguvad risti laine levimis suunaga. Nt:merelaine pikilaine-võnkumine toimub aine levimises suunas laine periood 1) aeg mille jooksul lainepunkt teeb täispöörde 2) aeg millega laine front läbib ühe laine pikkuse laine sagedus-lainepunkti võngete arv ajaühikus Laine pikkus-pikki levimissihti mõõdetud vähim vahe kaugus kahe samas taktis võnkuva punkti vahel laine levimiskiirus-laine frondi edasilevimise kiirus
Seos nurkkiirusega 2 1 1 -= = = 2f , ühik on Herz, seos perioodiga, f = ; T = , kus T on periood t T T f (s), ja f on sagedus (pööret/s). 10. · Võnkumine on ühe osa korduvatest perioodiline liikumine. · Vabavõnkumiseks nimetatakse sisejõudude mõjul toimuvat võnkumist. Sellised võnkumised tekivad süsteemis pärast süsteemi tasakaaluolekust väljaviimist. Vabavõnkumine on näiteks vedru või niidi otsa kinnitatud koormuse võnkumine. · Sundvõnkumiseks nimetatakse võnkumist, mis toimub perioodiliselt mõjuva välisjõu toimel. Võnkesüsteem saab energiat juurde väljastpoolt süsteemi. · Sumbuvad võnkumised on sellised, kus esialgsele energia portsule energiat rohkem ei lisandu ning takistusjõudude ületamisele kulub energiat.
Selles referaadis ma kirjutasin väga erinevaid teemasid pendlite ja võnkliikumise kohta.Ma loodan,et teil on väga huvitav lugeda minu referaati. Võnkliikumine Võnkliikumiseks ehk võnkumiseks nimetatakse liikumist, mis kordub kindla ajavahemiku järel. Pendli amplituudasendiks nimetatakse pendli asendit, kus koormis pöördub tagasi. Tasakaaluasendiks nimetatakse pendli asendit, kus koormis püsib paigal. Amplituudiks nimetatakse amplituudasendi kaugust tasakaaluasendist. Täisvõnkeks nimetatakse pendli liikumist ühest amplituudasendist teise ja tagasi samasse asendisse. Võnkeperioodiks nimetatakse ajavahemikku, mis kulub ühe täisvõnke sooritamiseks. Sageduseks nimetatakse täisvõngete arvu, mida pendel sooritab ühe sekundi jooksul. Sagedus näitab võngete arvu ühes sekundis.Sagedusühik on Hz.
2. Harmooniline võnkumine •Varju võnkumise hälbe seos: x = r sin ѡ t •Harmooniline võnkumine – selline võnkumine, mida saab kirjeldada siinus- või koosinusfunktsiooni abil. •Faas – siiniuse argumendiks olev suurus. φ = ѡ t Mõõtühik: radiaan(rad) •Ring- ehk nurksagedus – suurus ѡ , mille tiirlemise jaoks on nurkkiirus. •Võnkuv süsteem omab nii kineetilist kui ka potensiaalset energiat. •Võnkumise käigus toimub pidev energia muundumine. 3. Võnkumised looduses ja tehnikas •Pendel – võnkuva süsteemi füüsikaline mudel. •Matemaatiline pendel – venimatu kaalutu niidi otsa riputatud punktmass. Valem: •Vedrupendel – absoluutselt elastse vedru otsa riputatud punktmass. Valem: •Füüsikaline pendel – suvalise kujuga jäik keha, mis saab rippudes võnkuda liikumatu punkti ümber. Valem: •Resonants – nähtus, kus välise mõju sageduse kokkulangemisel süsteemi vabavõnkumise sagedusega suureneb võnkeamplituud. 4
Vabavõnkumine kui võnkumine toimub süsteemsiseste jõudude mõjul Sunnitud võnkumine kui võnkumine toimub välise perioodilise jõu mõjul Hälve võnkuva keha kaugus tasakaaluasendist Laine võnkumise levimine keskkonnas Laine tüübid(näited) Ristlainetus: laine, mille korral keskkond liigub risti laine leviku suunale (nt. tiigivesi, tuult ei ole ja kivi kukub vette; merelaine; valgus ehk elektromagnetlaine) Pikilaine: laine, mis levib keskkonna võnkumisega samas suunas (nt. heli) Keralaine: laine, mis levib kõikides ruumi suundades (nt. granaat, ilutulestik) Lainepikkus piki levimissihti mõõdetud vähim vahekaugus kahe samas taktis võnkuva punkti vahel Lainete difraktsioon lainete paindumine tõkete taha Elementaarlaine väikseim võimalik laine Huygens printsiip keskkonna iga punkt, milleni laine on jõudnud, on ka uue elementaarlaine allikaks 2. Defineeri radiaan
Vabalangemine on ühtlaselt kiirenev liikumine, mistõttu kehtivad selle kohta kõik sirgjoonelise liikumise seosed. Kõikide vabalt langevate kehade kiirus, ühes ja samas maa lähedus punktis muutub ühtemoodi ehk nende kehade kiirendus on ühesugune. Vabalt langemise kiirust tähistatakse g=9,8 m/s2 4. Perioodiline liikumine Märksõnad: ringliikumine, nurkkiirus, kesktõmbekiirendus, joonkiiruse ja nurkkiiruse seos. Võnkumine: periood, sagedus, hälve, amplituud. Laine: ristlaine, pikilaine, laine levimiskiiruse ja lainepikkuse seos. Oskused: ülesannete lahendamine ühtlase ringliikumise kohta. v joonkiirus, nurkkiirus, r raadius, T periood, an kesktõmbekiirendus, f sagedus Ringliikumiseks nimetatakse punktmassi liikumist mööda ringjoonekujulist trajektoori. Ühtlaselt ringjoonel liikuva punkti nurkkiiruseks nimetatakse selle punktini tõmmatud raadiuse pöördenurga ja nurga moodustamiseks kulunud ajavahemiku suhet: =
Füüsika kontrolltööks 1. Maxwell: Elektrivälja muutumine ühes punktis põhjustab kõigepealt muutuva magnetvälja ja selle magnetvälja muutus kutsub elektromagnetilise induktsiooni teel esile elektrivälja muutumise naaberpunktis. 2. elektromagnetväli liigub ruumis lainena algse elektrivälja muutusega ristuvas suunas. Elektriväli ja magnetväli on laines omavahel risti ja nad mõlemad on ka risti laine levimissuunaga. Elektromagnetlaine on ristlaine. 3. Elektromagnetlainete toime sõltub lainete sagedusest f ehk ajaühikus toimuvate võngete arvust. Samas sõltub see ka lainepikkusest λ ehk naaber-laineharjade vahekaugusest. Elektromagnetlaine üleminekul ühest keskkonnast teise võib laine kiirus muutuda. See kutsub esile ka lainepikkuse muutumise, kuid laine sagedus sealjuures ei muutu kunagi. 4. Elektromagnetlaine skaala lainealad: madalsageduslained, raadiolained, optiline kiirgus, röntgenkiirgus, gammakiirgus. 5
amplituud, periood, sagedus. — Hälve – võnkuva keha kaugus tasakaaluasendis antud ajahetkel, maksimaalne hälve ehk amplituud. — Aplituud – ehk maksimaalne hälve — Periood – tähis T, ühik sekund, näitab ühe täisvõnke sooritamise aega. — Sagedus – tähis f, ühik herts, võrdub nurkkiirusega — Vaba- ja sundvõnkumised. - Sundvõnkumise korral saab võnkuv süsteem perioodiliselt energiat juurde. Vabavõnkumised on sumbuvad võnkumised, kuna välised takistusjõud pidurdavad liikumist. Sundvõnkumised on sumbumatud võnkumised. Vabavõnkumisel : Tasakaaluasendis peab kehale mõjuvate jõudude resultant olema 0. Tasakaalust välja viidud, peab olema resultant nullist erinev ja suunatud tasakaaluasendi suunas. — Sumbuvad ja sumbumatud võnkumised. – Sumbuvatel võnkumistel puudub energia allikas, mis ei laseks välismõjudel pidurdada võnkumist.
on tegemist mehaanilise liikumisega, mida nimetataksepöördliikumiseks o Tiirlemisperiood ja sagedus (+ valemid ja mõõtühikud) tiirlemisperiood on ajavahemik, mille vältel taevakeha (planeedi, tähe) kaaslane teeb taevakeha ümber täistiiru tähistaeva kuitaustsüsteemi suhtes[1]. Perioodide arvu sekundis ehk perioodi pöördväärtust nimetatakse vahelduvvoolu sageduseks ja tähistatakse tähega f. Sageduse mõõtühikuks on herts (Hz) saksa füüsiku Heinrich Hertzi (1857-1894) auks. 7) Pöördliikumise dünaamika o Jõumoment, selle suund (+ valem, mõõtühik ja joonis) Jõumoment ehk moment on füüsikas ja teoreetilises mehaanikas jõu võime põhjustada pöörlevat liikumist ümber punkti. Jõu momendi suurus arvutatakse jõu suuruse ja jõu õla korrutisena.
Sagedus v või f näitab võngete arvu ajaühikus. Sageduse SIühikuks on herts (1 Hz = 1/s). Üks herts on üks võnge sekundis. Sagedus ja periood on teineteise pöördväärtused: f = 1 / T, = 2 v e f= /2 Hälve kaugus tasakaaluasendist antud ajahetkel Võnkeamplituud suurim kaugus tasakaaluasendist e max hälve , ühik on m. Võnkeperiood 1 täisvõnke kestust nim, T, sek, f=1/T=N/t Võnkumine- on liikumine, mis kordub perioodiliselt edasitagasi sama trajektoori mööda, võnkumised võivad olla vabad, sunnitud, sumbumatud ja sumbuvad. Laineteks nimetatakse võnkumiste levimist ruumis. Pikilaine- laine mille levimis suund on piki võnkumiste sihti. Ristlaine- laine, mille levimis suuund on risti võnkumiste sihiga Lainepikkus on kahe lähima laineharja vahekaugus. Lainete levimiskiirus v= / T = f. (v=l/t) Amplituud suurim kaugus tasakaaluasendist a suurim halve. Joonkiirus ringliikumisel = ringjoone pikkus : periood. v = 2 r / T. Seega v = r
Vedru sagedust ja perioodi saab arvutada valemiga (nurkkiirus, nurksagedus) (võnkeperiood) Matemaatilise pendli võnkeperiood sõltub pendli pikkusest ja raskuskiirendusest. Harmooniline võnkumine on ühtlase ringliikumise projektsioon liikumise tasandiga ristuval tasandil. Harmoonilisi võnkumisi saab liigitada sund- ja vabavõnkumisteks. Sundvõnkumise korral saab võnkuv süsteem perioodiliselt energiat juurde. Vabavõnkumised on sumbuvad võnkumised, kuna välised takistusjõud pidurdavad liikumist. Sundvõnkumised on sumbumatud võnkumised. Kui energiat juurde andvate välisjõudude sagedus ühtib süsteemi omavõnkesagedusega, tekkib võnkeamplituudi suurenemine. Seda nähtust nimetatakse resonantsiks. Ruumis levivaid võnkumisi nimetatakse laineteks. Lainete liigid on mehaanilised lained, elektromagnetlained ja mateerialained. Laineid iseloomustavad nähtused (interferents,
Kas selline mõttekäik on õige? Töö ja energia • Kosmoselaevade kiirus Maa orbiidil või Kuu poole lennates on tohutu, üle kaheksa kilomeetri sekundis. Just sellise kiiruse saavutamiseks kulub kanderakettidel põhiline kütus. Kui prooviksime mootorite abil ka kosmoselaevu aeglustada, siis kuluks kütust kaks korda rohkem (energia jäävuse seadus) ja see ei ole hea lahendus – mida suurem stardimass, seda kulukam start. Pigem rammida atmosfääri. Ringliikumine ja võnkumised • Ringjooneliseks liikumiseks nimetatakse keha liikumist mööda ringjoonekujulist trajektoori. • Maa tiirleb ümber Päikese. Maa trajektoori iseloomustab trajektoori raadius. • Ringjoonelist liikumist nimetatakse tihti ka tiirlemiseks. • Kui keha erinevad punktid tiirlevad sama keskpunkti ümber mööda erinevate raadiustega ringjooni, on tegemist pöördliikumise ehk pöörlemisega. Teepikkus ja pöördenurk
Füüsikaline suurus Tähis Ühiku nimi Ühik Raadius R;r meeter m Pöördenurk radiaan; (kraad) rad; (deg) joonkiirus v m/s nurkkiirus radiaani sekundis rad/s sagedus f; pööret/sekunids; herts Pööret/s Hz Periood T sekund s Ringliikumine- Punktmassi liikumist ringjoonelisel trajektooril, kui keha läbib võrdsetes ajavahemikes võrdsed kaarepikkused. Pöördliikumisel (pöörlemine) asub telg, mille ümber liikumine toimub kehas sees. Pöördenurk-Nurk mille võrra võrra pöördub ringjooneliselt liikuvat
Süsteemi jõud kompenseerib liikuvale kehale mõjuva hõõrdejõu. (joonis paremal) Resomamts – võnkeamplituudi järsku kasvamist perioodilise välisjõu sageduse kokkulangemisel süsteemi vabavõnkumise sagedusega. Selle tekkimise eelduseks ongi sageduste võrdsus. o Võnkumiste liitmine: samasihilised (sama ja erineva ringsagedusega), tuiklemine ja virvendus; ristsihilised (sama ringsagedus) (+ joonis) 9) Elastsuslaine o Piki- ja ristlaine (+ joonised) Pikilaine – laine, milles võnkumiste suund in piki levimise sihti Ristilaine – laine, milles on võnkumiste suund risti laine levimise sihiga Lainepikkus ja laine levimiskiirus (+ valemid ja joonis) Lainepikkus - nimetatakse füüsikas kaugust kahe teineteisele lähima samas faasis võnkuva punkti vahel. Siinuslaines on lainepikkuseks vahemaa kahe lähima laineharja vahel. Tavaliselt tähistatakse lainepikkust kreeka tähega lambda (λ). Lainepikkus on võrdne laine levimiskiiruse v ja
järgi. Välisjõududeks nimetatakse jõude, millega süsteemi mittekuuluvad kehad mõjuvad süsteemi kehadele.Välismõju toimimise järgi liigitatakse võnkumisi veel omakorda : vabavõnkumine, sundvõnkumine ja vabavõnkumine. 3 VÕNKUMISE LIIGID Vabavõnkumine Vabavõnkumiseks nimetatakse sisejõudude mõjul toimuvat võnkumist. Sellised võnkumised tekivad süsteemis pärast süsteemi tasakaaluolekust väljaviimist. Vabavõnkumine on näiteks vedru või niidi otsa kinnitatud koormuse võnkumine (vedrupendel, niitpendel), sest pärast sellise süsteemi tasakaalust väljaviimist saab keha võnkuda perioodiliste välisjõudude mõjuta: võnkumine toimub ainult sisejõudude - raskusjõu ja elastsusjõu mõjul. Looduses esineb palju mitmesuguseid vabavõnkumisi (vaata: füüsikaline pendel). Mehaaniliste vabavõnkumiste tekkimise tingimused:
Viimane on harmoonilise võnkumise diferentsiaalvõrrand. Sellest keha ringsagedus: k 0 = m Ja võnkeperiood: m T0 = 2 k Millise amplituud ja algfaasiga keha võnkuma hakkab oleneb sellest, kui suure jõuga keha tasakaaluasendist välja viiakse ning millisel ajahetkel lahti lastakse. Võnkumisseadus on sinusoidaalsest keerulisem. 40. Ristsihiliste, harmooniliste vônkumiste liitmine: faasivahe 0, /2 ja korral. Ristsihilised võnkumised on väikeste hälvete juures mõlemad harmoonilised ning keha liikumise võib kirjutada parameetrilisel kujul: x = Ax sin ( x t + x ) y = Ay sin ( y t + y ) Keha tegelik liikumine on x ja y sihiliste liikumiste summa. Kui vabaneda võrrandisüsteemis teisenduste kaudu parameetrist t, saame seose x ja y vahel - trajektoori võrrandi: 2 2 x y + - 2 xy cos( x - y ) = sin 2 ( x - y ) . Ax Ay Ax Ay
FÜÜSIKA TÖÖ JA ENERGIA JA PERIOODILISED LIIKUMISED Mehaaniline töö Mehaanilist tööd tehakse siis, kui kui kehale mõjub jõud ja keha selle jõu mõjul ka liigub A = Fs·cos , kus A=töö 1J; F=jõud 1N; s= nihe 1m, cos =nurk Võimsus Võimsus on töö tegemise aeg , kus N=vöimsus 1W; A=töö 1J; t=aeg 1s Kineetiline energia Kineetiline energia on energia, mis on tingitud keha liikumisest teiste kehade suhtes. Potentsiaalne energia Potentsiaalne energia on süsteemi energia, mis on tingitud keha asendist ja mõjust süsteemi teiste kehade suhtes ja kõigi süsteemis olevatele kehadadele vastastiku mõjuvatest jõududest välises jõuväljas. Potentsiaalne energia on vastastikmõju energia, mis sõltub kehade vastastikusest asendist. Pöördenurk Pöördenurk on nurk, mille võrra pöördub ringliikumises oleva keha trajektoori raadius mingi aja jooksul. Põhivalem: , kus l on kaare pikkus ja r on raadius
4. Ühtlaselt muutuv sirgliikumine, kiirendus nimetatud liikumisel. Ühtlaselt muutuv sirgliikumine- konstantse kiirendusega s-liikumine (ühtlaselt aeglustuv või ühtlaselt kiirenv). Kiirendus võrdub kiiruse muudu ja selleks kulunud ajavahemiku suhtega. 5. Pöördenurk ühtlasel ringliikumisel. Pöördnurk on vektorsuurus, mille moodul on võrdne raadiusvektori poolt ∆t jooksul läbitud kesknurgaga, mille siht määrab pöörlemistelje asendi ruumis ja mille suund antakse pikki pöörlemistelge vastavalt paremakäe kruvi keeramisele. Pöördnurka tähistatakse φ(fii) ja mõõtühikuks on rad(radiaan). l φ= r 6. Nurk- ja joonkiirus ühtlasel ringliikumisel. Nurkiirus- võrdsete ajavahemike jooksul läbitakse võrdsed pöörde nurgad. Joonkiirus on hetkekiirus, mille suund muutub iga traiektooripunktis, kuid moodulid on võrdsed e V= V1 . Joonkiiruse moodul on võrdne ajaühikus läbitud ringjoone kaarepikkusega e kaarepikkus jagada
Kõik looduslikud vabavõnkumised. Mittesumbuvad – võnkumise ulatus ei muutu. Vajalik lisaenergia. Nt pommiga kellapendel, kojamees autol jne Võnkumist kirjeldavad suurused: Amplituud, a, [x0 ] – maksimaalne kaugus tasakaaluasendist Hälve, x(t) – kaugus tasakaaluasendist ajahetkel t Periood, T – ühe täisvõnke tegemiseks kuluv aeg Sagedus, f – ajaühikus sooritatud võngete arv, ühik Hz (1/s) Nurk- e. ringsagedus, ω – ühik rad/s Harmoonilised võnkumised: Mittesumbuv võnkumine, mille hälve on määratud siinus- või koosinus-funktsiooniga. Pendel: Amplituud väike, raskuse mõõtmed võrreldes niidi pikkusega väikesed, niit kerge ja venimatu. Matemaatiline pendel: kaalutu, venimatu niidi otsa riputatud masspunkt. Võnkumise energia: Võnkuval süsteemil on nii Ek kui Ep. Suletud süsteemis energia ei teki ega kao, vaid muutub ühes liigist teise. Sundvõnkumine - resonants: Keha võnkumise amplituudi kasv välise jõu mõjul. Mõjub
koosnev süsteem, milles võib esineda võnkumine •• eksisteerib tasakaaluolek, mille korral süsteemi •potentsiaalne energiaon minimaalne •• Iga keha hakkab pärast tasakaalust välja viimist •võnkuma (kehale mõjub jõud, mis püüab teda •tasakaaluolekusse tagasi viia) •§ Negatiivne roll: •• Sildade, laeva korpuse, lennuki tiivade, ... võnkumised •§ Positiivne roll: •• Elektromagneetilised (valgus, wifi, telefon, •meditsiin, ...), aine (muusika) võnkumised •Harmooniline võnkumine, seos ringliikumisega (+ joonis) Harmooniliseks nimetatakse võnkumist, milles võnkuv suurus muutub ajas sinusoidaalse seaduspärasuse järgi. Ühtlane ringliikumine vaadatuna küljest näeb välja kui ühemõõtmeline võnkumine ümber
T = 2 l mgl Vabavõnkumine ja võnkumise sumbumine Vabavõnkumine ehk omavõnkumine on füüsikas võnkumine, mis toimub süsteemis, millele ei mõju väliseid jõudusid. jõudusid. Sagedus, millel toimub omavõnkumine, nim omasageduseks või ka omavõnkesageduseks. Vabavõnkumisest on näiteks niidi otsas rippuva kuuli võnkumine. Kõik reaalsed võnkumised on sumbuvad võnkumise amplituud ja võnkumise kiirus aina väheneb, kuni võnkumine on lakanud. Näiteks pendel võngub aina vähem kuni seisma jääb. Rakendatakse amortisaatorites. Kiiremini toimub võnkumine surub rohkem õli amortisaatoris kuni see vaibub. Sundvõnkumine ja resonants Sundvõnkumine: tekitab perioodiline väline jõud. Näiteks kiigele hoogu andes. Resonants: On võnkumise amplituudi järsk suurenemine, kui võnkumisi sundiva välisjõu sagedus
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
