Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Pendli võnkumine". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
hoog, amplituud, pendel, kiires, uurimine, kapist, koorimise, võnkeamplituud, võnkumine, rakendame, ootameSisukord Sisukord..............................................................................................2 Sissejuhatus.........................................................................................3 Võnkliikumine.......................................................................................4 Pendli võnkumine..................................................................................5 Võnkumise sumbumise katse........................................................5 Võnkesüsteem......................................................................................6 Matemaatiline pendel.............................................................................6 Impulsimomendi jäävuse seadus...........................................................................7
Selliseid jõude, mille korral tehtud töö ei olene teest, nimetatakse konservatiivseteks jõududeks. Raskusjõud ongi konservatiivne jõud. Potentsiaalne energia Ep on selline energia, mis on tingitud keha või selle osade asendist. Ep = mgh, kus m on keha mass, g raskuskiirendus ja h kõrgus maapinnast. See energia on võrdne tööga, mida tuleb keha tõstmisel teha raskusjõu vastu. Teine energia liik on kineetiline energia Ek = mv2/2. Seda nimetatakse eesti keeles ka hooks (hoog) Kui rakendame kehale jõudu, siis keha võib hakata liikuma. Kui takistusjõude mitte arvestada, siis jõu poolt tehtud töö on võrdne kineetilise energia muuduga. Kui keha kiirus kasvab, siis tehakse tööd kehaga. Kui kiirus väheneb, siis teeb keha ise tööd (energia muutub tööks). Potentsiaalse energia miinimumi printsiip: iga keha või kehade süsteem püüab võtta asendi, kus selle potentsiaalne energia on minimaalne. Näiteks pendel või kiik jäävad seisma kõige madalamas asendis.
1 Võnkumisnähtused esinevad püsiva tasakaalu korral. Kui süsteem on piisavalt inertne ning hõõrdejõud ja keskkonnatakistus piisavalt väikesed, hakkab süsteem pärast tasakaaluasendist välja viimist võnkuma. Võnkumist iseloomustavad järgmised suurused. 1. Hälve x süsteemi või keha kaugus tasakaaluasendist . 2. Amplituud A süsteemi maksimaalne hälve. 3. Sagedus ajaühikus sooritatud võngete arv. 4. Periood T ühe täisvõnke sooritamiseks kulunud aeg. 5. Ringsagedus sagedus korrutatud arvuga 2 . 7.2 Sumbuvvõnkumine Vaatleme stabiilses tasakaalus olevat süsteemi, kus tasakaaluasendi poole suunatud jõud on võrdeline hälbega, näit, vedru külge kinnitatud koormus väikeste deformatsioonide korral. Siis oleks tegemist elastsusjõuga
valemianalüüs), nende sisuline erinevus/sarnasus? Periood on millegi korduva muutuse tsükli kestus. Perioodi tähistatakse enamasti suure ladina tähega: T. Selle ühik SI-süsteemis on: 1 s (sekund) Periood on pöördvõrdeline sagedusega: 1 T= f kus T on periood f on sagedus. Enamasti on perioodiline muutus kas pöörlemine, tiirlemine või võnkumine. Sagedus on võrdsete ajavahemike tagant korduvate sündmuste (füüsikas enamasti võngete, impulsside vmt) arv ajaühikus. Sageduse ühik SI-süsteemis on herts (Hz): 1 sündmus sekundis on 1 herts. Perioodilise protsessi sagedus on leitav järgmisest valemist: 1 f= T kus T on periood. 26. Sõnastada mida tähendab mehaanikas superpositsioon? tasakaalus olevate jõusüsteemide lisamine või eemaldamine ei mõjuta jäiga keha seisundite
1. Millised järgmistest näidetest on seotud millegi võnkumisega: a) hakklihamasina väntamine; b) nätsu närimine; d) pendelteatejooks; g) käsisaega saagimine? 2. Millised kehad kuuluvad võnkesüsteemi, milles saab võnkuda niidi külge seotud kivi? Kivi, niit, hoidev ese 3. Too näiteid vabalt võnkuvatest kehadest. Vedrupendel, niitpendel, pillikeel 4. Too näiteid sundvõnkumistest. Millised välised jõud neid esile kutsuvad? Pendli ja vedrupendli võnkumine, õmblusmasina nõela ja autokolvi võnkumine. Pendli paneb liikuma inimene, autokolvi paneb liikuma plahvatus mootoris. 5. Vedru otsa riputatud raskus teeb kolme minutiga 360 võnget. Arvuta võnkumiste periood ja sagedus. 6. Niidi otsa riputatud kivi kallutati tasakaaluasendist 10 cm kõrvale ja pärast lahtilaskmist tegi see esimese minuti jooksul 80 võnget. Leia kõik seda võnkumist iseloomustavad suurused. 7. Keha teeb igas minutis 12 võnget
• Sidesatelliidid liiguvad ümber Maa nii, et nende tiirlemisperiood oleks täpselt võrdne Maa pöörlemisperioodiga, vaid siis ei muutu nende asukoht maapinna ja neile suunatud vastuvõtuantennid võib kinnitada liikumatult. Kui suur on selleks sobiva nn geostatsionaarse orbiidi raadius? Maa massiks võtta 6·1024 kg. Võnkumised • Ühte osa perioodiliselt korduvatest liikumistest me juba õppisime lähemalt tundma. Selleks on ringliikumine. Teiseks suureks grupiks on võnkumine. Erinevalt teistest perioodilistest liikumistest kordub võnkumisel liikumine võrdsete ajavahemike tagant nii, et esialgsesse asendisse läheb keha tagasi sama teed mööda. Võnkumiseks nimetatakse perioodilist edasi-tagasi liikumist teatud tasakaaluasendist kord ühele, kord teisele poole. • Iga sellist mitmest vastastikmõjus olevast kehast koosnevat süsteemi, milles võib tekkida võnkumine, Võnkumiste liigid
•• Sagedus oleneb süsteemi omadustest •Ø Kellalöögid •Ø Klaveri (viiuli, jne...) keeled •§ Reaalne vabavõnkumine on alati sumbuv! •Sundvõnkumine ja resonants Kui välise perioodilise jõu sagedus on võrdne võnkuva süsteemi omavõnkesagedusega, siis ontegemist resonantsiga. •Kui keha viiakse tasakaaluasendist välja ja jäetakse omaette, tekib mingi sagedusega võnkumine, mida nim omavõnkesageduseks ω. § Omavõnkeperiood on seotud omavõnkesagedusega. § Sundvõnkumised on siis, kui süsteem pannakse võnkuma välise perioodilise jõu mõjul •Võnkumiste liitmine: samasihilised (sama ja erineva ringsagedusega), tuiklemine ja virvendus; ristsihilised (sama ringsagedus) (+ joonis) ω1 =ω2 =ω Alustame kõige lihtsamast erijuhtumist
tuleneva nähtusega, mitte ringliikumise põhjusega. See tekib punktmassi või keha kõverjoonelisel liikumisel ja mõjub liikumissuunaga (trajektoori puutujaga) risti ja ringliikumise keskpunktist eemale. Nt autoga kurvis sõites kaldub inimene ja autos olevad asjad kurvist väljapoole. Võnkesüsteem Võnkesüsteem on vastastikmõjus olevatest kehadest koosnev süsteem, milles võib esineda võnkumine. 1. Võnkesüsteemide ühised omadused: eksisteerib tasakaaluolek, mille korral süsteemi potentsiaalne energia on minimaalne; 2. tasakaaluolekust välja viidud kehale mõjub koordinaatidest sõltuv jõud, mis püüab teda tasakaaluolekusse tagasi viia; 3. nullist erineva mistahes kiirusega tasakaaluolekusse saabuv keha liigub inertsuse tõttu edasi Harmooniline võnkumine, seos ringliikumisega
Ristkoordinaadistikus: n m i xi xC = i =1 M Kui süsteem koosneb lõpmata paljudest m, siis summa läheb üle integraaliks: 1 xc = M x dm Teine võimalus on süsteem taandada vähemahulgaliseks punktmassideks, selleks: 1) Jagame mõtteliselt keha osadeks, mille C saab õelda sümmeetria põhjal 2) Loeme sellise sümmeetrilise osa massi asuvaks tema C-s 3) Rakendame süsteemi massikeskme valemit. 16. Mehaanilise süsteemi impulss ja liikumisseadus. Süsteemi impulss r n r P = pi i =1 ehk r n r P = M v c = mi v i i =1 Süsteemi liikumisseadus Newtoni seadused kehtivad nii punktmassi kohta, kui ka süsteemi kohta. Erinevus vaid see, et valemites kasutatavad jõud, impulsid jne on resultantsuurused. Kiirendus, asukoht jne käivad süsteemi massikeskme C kohta. Järeldus
k võnkumise ringsageduse jaoks avaldise wo2= Harmoonilist m võnkumist kirjeldab siis x +wo2 x = 0 Selle võrrandi üldlahend on korrates eelnevat x = a cos ( wot +) Selgitame järgnevalteelnevas seoses leiduvate füüsikaliste suuruste sisu. Võnkumiste amplituud a on võrdne maksimaalse hälbega tasakaalu asendist. Koosinuse märgi all olevat avaldist w o t + nimetatakse võnkumise faasiks. Algfaas on võrdne koosinuse märgi all oleva avaldisega ajahetkel t = 0 Kuna täisvõnke jooksul muutub võnkumise faas suuruse 2 võrra ning võnkumise perioodiks T nimetatakse ühe täisvõnke sooritamise aega , 2
konservatiivsed jõud, on süsteemi mehaaniline koguenergia muutumatu. Konservatiivsete jõudude hulka kuuluvad näiteks gravitatsiooniväli (raskusjõud), staatiline elektriväli, elastsusjõud (vedru) jms. Näiteks keha vabal langemisel Maa raskusjõu väljas muundub potentsiaalne energia kineetiliseks, kuid nende summa jääb muutumatuks. Ek= mv2/2, E=Ek+Ep, isoleeritud ja ainult pot jõud, Summa Ei=consT 17, Harmooniline võnkumine x=r*cos x, ᵨ=w*t, ω=2 π/T x=r*cos(wt+ Fi0) Hälve ja faas ´x +ω2x=0 harmooniline ostsillaator Harmooniline võnkumine on võnkumine, milles võnkuv suurus muutub ajas sinusoidaalse seaduspärasuse järgi (saab kirjeldada sin-funktsiooni või cos-f-i abil). x = A sin(ωt+ϕ0), kus x-hälve tasakaaluasendist, A-võnkeamplituud, ωt- võnkumise faas, φ0-algfaas. Siinusfunktsiooni periood on 2π. 18, Pendlid M= I*E, kus m on jõumoment, I on inertsmoment ja E on nurkkiirendus
v nendevahelise kauguse ruuduga. harmooniline võnkumine. Tingimus: rõhu kõrgusel h p-ga. Seega rõhk kõrgusel x1 A cos t m1m2 v v
⃗ M ⃗L ⃗L 14.Impulsimoment ja tema jäävus. = ⃗r x ⃗p , ω =I ⃗ Impulsimoment näitab pöörleva keha osade impulsside mõju pöörlemisele Impulsimomendi jäävuse seadus väidab, et suletud kehade süsteemi impulsimoment on jääv suurus 15.Harmooniline võnkumine., ω=2 π/T ´x +ω2x=0 harmooniline ostsillaator Harmooniline võnkumine on võnkumine, milles võnkuv suurus muutub ajas sinusoidaalse seaduspärasuse järgi (saab kirjeldada sin-funktsiooni või cos- f-i abil). x = A sin(ωt+ϕ0), kus x-hälve tasakaaluasendist, A-võnkeamplituud, ωt- võnkumise faas, φ0-algfaas. Siinusfunktsiooni periood on 2π. 16.Pendlid. Vedrupendel Vedrupendli periood T sõltub pendlikeha massist m ja
võrdub summaga , milles üheks liidetavaks on inertsimoment ( I ) telje suhtes, mis on paralleelne antud teljega ning läbib keha inertsikeset (raskuskeset) ja teiseks liidetavaks on keha massi ( m ) korrutis telgede vahelise kauguse ( l ) ruuduga. I = I + m 10. Pöördliikumise dünaamika põhivõrrand Mz = Iz Moment telje z suhtes võrdub keha inertsmomendi ( I ) ja nurkkiirenduse ( ) korrutisega. Pöörleva keha energia. Wk = I /2 11. Harmooniline võnkumine Harmooniline võnkumine on protsess, kus punktmass liigub mõõda sirget ning tema asukohta kirjeldav koordinaat (x) muutub ajas sinus või koosinus funktsiooni järgi. x = A0sin(t +0) 12. Matemaatiline pendel On kaajutu ja venimatu mass. Matemaatiliseks pendliks nimetatakse väikeste mõõtmetega keha, mis on riputatud venimatu ja väga väikese massiga niidi otsa. Kui niit on vertikaalne, siis tasakaalustab kuulikesele mõjuv niidi elastsusjõud raskusjõu . See pendli asend on tasakaaluasend
Kui eemale lendava keha osa liikumissuund läbib keha massikeset, on reaktiivliikumine kulgemine. Reaktiivliikumist kasutatakse rakettide lennutamisel kosmosesse, aga seda kasutavad ka mõned loomad liikumiseks, näiteks seepia. Raketi korral on keha (raketi) osaks sellest suure kiirusega väljalendav kütuse põlemisprodukt kuum gaas. See põhjustab raketi liikumise vastassuunas. Raketi kiiruse saab leida impulsi jäävuse seaduse abil. Süsteemiks, mille kohta me seda seadust rakendame on raketi kere ja selles olev kütus. Kui rakett pole veel startinud, siis on paigal nii raketi kere kui ka selle sees olev kütus. Järelikult süsteemi koguimpulss võrdne nulliga. Järelikult süsteemi impulss peab võrduma nulliga ka pärast starti. Kui eeldada, et kogu põlenud kütus paiskub raketist välja korraga, siis saame: mkevke + mküvkü = 0, kus mke on raketi kere mass, vke kere kiirus, mkü väljalendava põlenud kütuse (gaasi) mass ja vkü väljalendava gaasi kiirus.
See töö saab süsteemi 2 kx 2 potentsiaalseks energiaks- Wp = . Võnkumisel muundub Wp Wk-ks ja vastupidi. Hälve on 2 kaugus kui kaugele mass tasakaalupunktist liigub. Hälve muutmise ajas määrab koosinusfunktsioon x = a cos(0 t + ) . Süsteemi maksimaalset hälvet tasakaaluasendist nimetatakse võnkumiste amplituudiks. Amplituud on positiivne suurus. Faas avaldub w0t+a, kus konstant a tähistab faasi väärtust ajahetkel 0 ning kannab nimetust võnkumise algfaas. Võnkesageduseks nimetatakse ajaühikus sooritatud võngete arvu f=1/T. Ühikuks on hertz(Hz). Periood on ajavahemik mille jooksul toimub üks täisvõnge. Nurksagedus on 2 ajavahemikus 2pi-d sooritatud võngete arv 0 = = 2f . T
5.1.Harmoonilised võnkumised Eraldame deformeeritavast materjalis mõttelise kuubi ning käsitleme Harmooniliseks nimetatakse võnkumist, mis on nihkedeformatsiooni, kui vastastahkude sumbumatu ja milles võnkuv suurus muutub suhtelist nihet y , mis võrdub nihkenurga ajas sinusoidaalse (harmoonilise) tangensiga... seaduspärasuse järgi. harmooniline võnkumine on võnkumine Nihkedeformatsiooni puhul on tegemist hälbega võrdelise ja tasakaaluasendi poole tangensiaalpingega t, mis on võrdne tahu suunatud jõu mõjul. puutuja sihilise jõuga f, pindalaühiku kohta, Suurust x, mis mõõdab kõrvalekaldumist tasakaaluasendist või nullväärtusest, nimetatakse deformeerunud kehas. Isotroopse materjali, hälbeks, mõõtühik SI- süsteemis on meeter [m]
ja 2. on omavahel võrdsed, sest m0 =k. Kuidas muutuvad ajas harmoonilise võnkumise kin. ja pot. energia: kin.en. avaldub: Ek= =mx2/2= ma2 02/2*sin2( 0t+a) (3.). Pot.en. avaldub valemiga: Ep= =kx /2=ka /2*cos (0t+a) (4.) .Liitnud avaldised 3. ja 4. ning võtnud arvesse 02=k/m saame: E=Ek+Ep= ka2/2(ehk 2 2 2 ma202/2), mis ühtib seostega 1. ja 2. Seega on harmoonilise võnkumise kogu-energia tõesti jääv suurus. §41. Füüsikaline ja matemaatiline pendel. Füüsikaliseks pendliks nimet. jäika keha, mis saab võnkuda liikumatu punkti ümber, ning see punkt ei ühti tema inertsikeskmega. Tasakaaluasendis asub pendli inertsikese C pendli kinnituspunkti O all samal vertikaalil viimasega. (joon.5) Pendli kallutamisel tasakaaluasendist nurga võrra tekib pöördemoment, mis toob pendli tasakaaluasendisse tagasi. See moment M=-mgl*sin , kus m on pendli mass, l- inertsikeskme kaugus kinnituspunktist. Väikeste hälvete korral sooritab füüs
14. Impulsimoment ja tema jäävus. L=r x p, L=Iw(omega), summa on jäävsuurus, kui on isoleeritud. Impulsimoment näitab pöörleva keha osade impulsside mõju pöörlemisele Impulsimomendi jäävuse seadus väidab, et suletud kehade süsteemi impulsimoment on jääv suurus 15. Töö ja kin energia. dA=Mdt, Jõu poolt sooritatud töö mõõdab kineetilise energia muutust. 16. Harmooniline võnkumine. x=Asin(wt+fiinull), w=2piiϑ. X(teine tuletis)+w(ruut)x=0 ostrill Harmooniline võnkumine on võnkumine, milles võnkuv suurus muutub ajas sinusoidaalse seaduspärasuse järgi (mida saab kirjeldada siinusfunktsiooni või koosinusfunktsiooni abil). x = A sin(ωt+φ0), kus x-hälve tasakaaluasendist, A-võnkeamplituud, ωt-võnkumise faas, φ0-algfaas. Siinusfunktsiooni periood on 2π. 17. Pendlid. Vedru, mat ja füs. Valemid iga asja kohta.
olemasolu. Kuidas seda matemaatiliselt väljendada, selles on küsimus. Einstein jt. lahendasid selle oletusega kõverast ruumist. Idee on iseenesest lihtne: kosmoselaeva orbiit tasases (eukleidilises) ruumis on ekvivalentne sirgega (nimetame seda geodeetiliseks jooneks) kõveras ruumis. See tähendab, et ruum peab olema nii kõver, et kõver trajektoor oleks temas sirge; sirge all mõistetakse, nagu tavaliseski ruumis, lühimat teed kahe punkti vahel. 13. VÕNKUMISED, LAINED: võnkumine on liikumine mida iseloomustab kordumine ajas. Võnkumistele on rajatud kogu elektrotehnika. Liigitatakse vabadeks (omavõnkumised), ise (autovõnkumised) ja parameetrilisteks võnkumisteks. Vabadeks nim neid, mis toimuvad süsteemis pärast seda, kui süst on saanud tõuke või või viidud välja tasakaaluasendist ning jäetud omapead, vabaks igasugustest välismõjudest (pendel). Sundvõnkumisteks nim
inertsmomendiga telje suhtes, mis läbib keha masskeset ja on paralleelne esialgse teljega ning sinna juurde on liidetud keha massi ja telgede vahelise kauguse ruut. I = I0 + ma2 26. Kuidas on seotud inertsmoment ja jõumoment? M=I∙ε 27. Kuidas on seotud impulsimoment ja jõumoment? dL M= =I ∙ ω , jõumomendi tuletis aja järgi. dt 28. Kuidas avaldub töö pöördliikumisel? dA=F ∙ dr= M ∙ dφ 29. Milline võnkumine on harmooniline? (Valem, tähtede tähendused ja nende mõistete sisu) Harmooniline võnkumine on võnkumine, mida saab kirjeldada siinus- või koosinusfunktsiooniga. Harmoonilise võnkumise võrrand: x = A ∙ cos(ω 0t + ϕ0) või x = A ∙ sin(ω0t + ϕ0). A – amplituut (tasakaaluasendi ja maksimaalse hälbe vahe) ω0 – nurksagedus (täisvõngete arv ajaühikus) ϕ0 – algfaas (määrab ära võnkumise asendi ajahetkel 0) ω0t + ϕ0 – faas (võnkumise asend suvalisel ajahetkel)
1. Mehaanika 1.1. Mehaaniline liikumine 1.1.1. Liikumise kirjeldamine Keha mehaaniliseks liikumiseks nimetatakse selle asukoha muutumist ruumis aja jooksul teiste kehade suhtes. Jäiga keha liikumist nimetatakse kulgliikumiseks, siis kui keha punktid läbivad ühesuguse kuju ja pikkusega trajektoori. Keha, mille mõõtmeid võib antud liikumistigimuste korral mitte arvestada, nimetatakse punktmassiks. Keha, mille suhtes määratakse punkti asukoht ruumis, nimetatakse taustkehaks. Taustkeha, sellega seotud koordinaadistik ja aja arvestamiseks valitud alghetk moodustavad koos taustsüsteemi, mille suhtes keha liikumist vaadeldakse. Keha nihkeks nimetatakse suunatud sirglõiku, mis ühendab keha algasukoha tema asukohaga vaadeldaval ajahetkel. Need punktid, mida liikuv keha (punktmass) läbib, moodustavad alati mingi pideva joone. Seda trajekto
Kui keha liigub kiiresti, siis tekitab ta enda läheduses turbulentsi, millega kaasnevad keerisvoolud ei allu nii lihtsale matemaatilisele analüüsile. 25. VÕNKUMINE. VÕNKUMISTE LIIGID. PERIOOD, SAGEDUS, RINGSAGEDUS. HARMOONILISE VÕNKUMISE DIFERENTSIAALVÕRRAND JA SELLE LAHEND. VEDRUPENDLI JA MATEMAATILISE PENDLI HARMOONILINE VÕNKUMINE JA VÕNKEPERIOOD. SUMBUV VÕNKUMINE. SUNDVÕNKUMINE. RESONANTS. Võnkumine on liikumine, mis kordub kindlate ajavahemike järel, kusjuures keha läbib sama tee edasi-tagasi. Võnkumised liigitakse vabavõnkumisteks 10 ja sundvõnkumisteks. Vabavõnkumised toimuvad süsteemisiseste jõudude toimel. Sundvõnkumised toimuvad välise perioodilise jõu toimel. kui sundiva jõu sagedus langeb kokku vabavõngete sagedusega, kasvab võnkeamplituud järsult
elastsusjõud on võrdeline keha pikkuse muutusega.“ Valem: Fe k (l l o ) kus k-on keha jäikus, mis näitab kui suur elastsusjõud tekib kehas selle pikkuse ühikulisel muutumisel (ühik N/m), l l o on lõpp- ja algpikkuse vahe. III Perioodilised liikumised osa teoreetilised alused. Perioodilisteks nimetatakse selliseid liikumisi, mille korral keha kordab oma trajektoori kindla ajavahemiku järel. Näiteks ringliikumine, võnkumine ja lainetus on perioodilised liikumised. Kui keha liigub mööda kõverjoonelist trajektoori, siis liigub ta kõverjooneliselt. Näiteks elliptiline, ringjooneline, sik-sakiline on kõverjoonelised liikumised. Keha kiiruse ja kiirenduse suurus ning suund võivad kõverjoone igas punktis olla erinevad. Kiirus on alati suunatud antud punktis piki kõverjoone puutuja sihti ja kiirendus on suunatud risti kiirusega, kõveruskeskpunkti poole. (Täienda ise joonisega) 1. Ringliikumisest:
6.2 Impulsimoment 6.3 Impulsimomendi jäävuse seadus. 6.4 Inertsimoment 6.5 Pöördliikumise dünaamika põhivõrrand 6.6 Steineri lause 6.7 Mõningate lihtsamate kehade inertsimomentide arvutamine 6.7a Homogeense varda inertsimoment varda keskpunkti suhtes. 6.7b Ketta inertsimoment tema sümmeetriatelje suhtes 6.8 Pöörleva keha kineetiline energia. 7. VÕNKUMISED 7.1 Tasakaalu liigid 7.2 Sumbuvvõnkumine 7.2 Harmooniline võnkumine. 7.2a Matemaatiline pendel 7.2b Füüsikaline pendel 7.3 Harmoonilise võnkumise energia. 7.4 Sundvõnkumine. Resonants 8. LAINED 8.1 Rist- ja pikilained 8.2 Sfääriline ja tasapinnaline laine 8.3 Lainete interferents 8.4 Lainete difraktsioon 8.5 Laine levimiskiirus elastses keskkonnas 8.6. Doppleri efekt 9. MOLEKULAARFÜÜSIKA 9.2 Ideaalse gaasi mõiste 9.3 Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand 9.4 Aine siseenergia. Ideaalse gaasi siseenergia. Temperatuur ja selle seos ideaalse gaasi
Liikumine on ruumis piiratud ja toimub teatud äärepunktide vahel, läbides nn tasakaaluasendit ja kordudes perioodiliselt. Üks lihtsamaid perioodilisi liikumisi on siinuseline liikumine, kus keha kõrvalekalle oma tasakaaluasendist avaldub kas siinuse või koosinuse kaudu. Siinuselisi võnkumisi nimetatakse harmooniliseks võnkumiseks. Kirjeldades harmooniliselt võnkuva keha liikumist x-teljel, avalduks keha kõrvalekalle järgmiselt x = A cos( t + ) , kus A on võnkumiste amplituud (maksimaalne kõrvalekalle tasakaaluasendist) ja võnkumiste ringsagedus. Suurust t + nimetatakse võnkumiste faasiks ja suurust võnkumiste algfaasiks (faasi väärtus ajahetkel t = 0). Harmoonilised võnkumised tekivad siis kui kehale mõjub elastsusjõud F = -k x . Võnkumiste ringsagedus on ära määratud jõuteguri k ja võnkuma keha massi m kaudu järgmiselt k = . m Võnkeperiood T , mis annab aja, mille jooksul võnkumine kordub, on seotud
Et maailma mõista ja oletada selles toimuvaid protsesse ning seaduspärasusi tuleb neid tunda ja luua kogu maailmas toimuvate muutuste süsteem. Inimene kuulub maailma ja on selle üheks osaks, ta on paljude protsesside esile kutsujaks ja põhjuseks. Iga sündmus toimub mingis kohas, mingil ajal. Täpselt tuleb määrata ruumi ja aja mõiste. Kõik see, mis jääb üle peale aja ja ruumi eraldamist on mateeria. Ruumi, aja ja mateeria vahekordade uurimine on füüsika kõige tähtsam ülesanne. Ruumi matemaatilisi omadusi kirjeldab geomeetria. Ta on pidev ja lõpmatu, ta on homogeenne (ühtlane). Tema omadused igas ruumi punktis on ühesugused ja seal kehtivad ühesugused seaduspärasused. Ruum on isotroopne üks kõik kuidas keha ruumis ei pööra on keha füüsikalised omadused ühesugused. Mateeria olemasolu ruumis võib ruumi põhi omadusi muuta. Maailm on muutuv ja liikuva ja koosneb mateeriast, millega
see omakorda järgmisel kihi jne. o Güroskoop e vurr on kiiresti pöörlev telgsümmeetriline keha. Güroskoopiline efekt seisneb selles, et güroskoobi asend praktiliselt ei muutu lühiajaliste häirituste mõjul. Ta püüab säilitada oma pöölemistelge. Kasutatakse nt lennunduses. · Pöördliikumise globaalsed efektid (K.E.v. Baer, vektorkorrutis, Coriolise kiirendus, Maa pöörlemise nurkkiirus, Foucault' pendel, passaathoovused, El Niño, Ekmani hoovus, geostroofiline tuul, tsüklon, antitsüklon, Cromwelli ekvatoriaalne vastuhoovus). o Karl Ernst von Baer avastas jõgede kallaste uhtumise seaduspärasuse põhjapoolkera jõed uhuvad rohken paremat, lõunapoolkera jõed vasakut kallast. Ekvaatoril efekt puudub. Seda põhjustab Coriolise jõud. o Vektorkorrutis kahe vektori a ja b vektorkorrutiseks nimetatakse vektorit c,
11.1.INERTSIAALNE TAUSTSÜSTEEM EINSTEIN JA MEIE Albert Einstein kui relatiivsusteooria rajaja MART KUURME Liikumise uurimine algab taustkeha valikust leitakse mõni teine keha või koht, mille suhtes liikumist kirjeldada. Nii pole aga alati tehtud. Kaks ja pool tuhat aastat tagasi arvas eleaatidena tuntud kildkond mõtlejaid, et liikumist pole üldse olemas. Neid võib osaliselt mõistagi. Sest kas keegi meist tunnetab, et kihutame koos maakera ja kõige temale kuuluvaga igas sekundis umbes 30 kilomeetrit, et aastaga tiir Päikesele peale teha? Eleaatide järeldused olid muidugi rajatud hoopis teistele alustele
........................................................................................ 54 8.2. Pöörlemine ........................................................................................................55 8.3. Päikesesüsteem................................................................................................... 57 9.Võnkumine..................................................................................................................60 9.1. Harmooniline võnkumine................................................................................... 60 9.2. Vaba- ja sundvõnkumine.................................................................................... 61 9.3. Pendlid ............................................................................................................... 62 1 9.4
⃗L=I ∙ ω Jõumoment: M =r ∙ F ∙ sinα ⃗ d (I ∙ ⃗ dL ω) d⃗ ω ⃗ M= = =I ∙ dt dt dt ⃗ M =I ∙ ⃗ε Kulgliikumises F=ma 27. Millised võnkumised on harmoonilised ja millised suurused iseloomustavad harmoonilisi võnkumisi? Seda nii sumbuva kui ka sumbumatu võnkumise korral. Harmooniline võnkumine on võnkumine, mida saab kirjeldada siinus- või koosinusfunktsiooniga. Harmoonilise võnkumise võrrand: x = A ∙ cos(ω 0t + ϕ0) või x = A ∙ sin(ω0t + ϕ0). A – amplituut (tasakaaluasendi ja maksimaalse hälbe vahe) ω0 – nurksagedus (täisvõngete arv ajaühikus) ϕ0 – algfaas (määrab ära võnkumise asendi ajahetkel 0) T – periood, aeg, mille jooksul tehakse üks täisvõnge ω0t + ϕ0 – faas (võnkumise asend suvalisel ajahetkel) f – sagedus, mitu täisvõnget tehakse ajaühikus
68) On antud sumbuva võnkumise võrrand. Ilmutage siit sumbuvustegur ja defineerige see. Mis on sumbuvuse logaritmiline dekrement? x xmax e t cost Sumbuvustegur näitab amplituudi kahanemist ajaühikus. <- Logaritmiline dekrement näitab amplituudi kahanemist ühe perioodi jooksul 69) Graafikul on kaks resonantskõverat. Kumb sumbuvustegur on suurem? Mida tähendab A0? Mis on resonants A0 on amplituud sel juhul, kui välist jõudu ei ole. Sundvõnkumised on siis, kui süsteem pannakse võnkuma välise perioodilise jõu mõjul. Kui välise perioodilise jõu sagedus on võrdne võnkuva süsteemi omavõnkesagedusega, siis on tegemist resonantsiga. 70) Kujutage alljärgnev võnkumine vektordiagrammina. 71) Lähtudes alljärgnevatest valemitest , tuletage tuiklemise võrrand. 72) Mis on laine, ristlaine, pikilaine, lainefront, samafaasipind? Mis vahe on lainefrondil ja
Füüsika meie ümber 1. Sissejuhatus ............................................................................................... 1 2. Suvine loodus ................................................................................................ 7 3. Õues ja tänaval .............................................................................................. 9 4. Sport............................................................................................................ 11 5. Inimene ja tervishoid ................................................................................... 16 6. Tuba ............................................................................................................ 20 7. Köök............................................................................................................ 23 8. Vannituba ja saun ........................................................................................ 25
annaabi.ee 
