Võnkumine © Rain Ramm, Hans Univer 2009 Võnkumine üks osa perioodiliselt korduvatest liikumistest. Võnkumisel kordub liikumine võrdsete ajavahemike tagant. Nt: · Võnkumine on mootorikolvi üles-alla liikumine. Võnkumise liigid: · Vabavõnkumine · Sundvõnkumine · Sumbumatu võnkumine · Harmooniline võnkumine Vabavõnkumine Vabavõnkumine on võnkumine, mis toimub süsteemisiseste jõududega. Nt: · Niidi otsa riputatud kivi, kui miski talle tõuke annab. Sundvõnkumine Sundvõnkumine on võnkumine, mis toimub mingi välise perioodilise jõu mõjul. Nt: · Õmblusmasina nõel, mis liigub üles-alla, kui käsi või mootor vänta ringi ajab. Sumbumatu võnkumine Sumbumatu võnkumine on võnkumine, kus hõõrdumisel tehtavat tööd tuleb
Laine murdumine Laine levimissuuna muutumist ühest keskkonnast teise üleminekul Interferents Võrdse perioodiga lainete liitumine üheks resultantlaineks Difraktsioon Lainete paindumine tõkete taha 2. Lehelt 3. 1) Vabavõnkumine Süsteemi sisejõudude mõjul toimuv võnkumine 2) Sumbuvvõnkumine Hõõrdejõu mõjul võnkumise kiirus ja ulatus vähenevad võnkumise käigus kuni nullini 3) Sumbumatu võnkumine Hõõrdumisest tingitud muutust kompenseeritakse väliste mehhanismidega 4) Sundvõnkumine Võnkumine toimub mingi välise perioodilise jõu mõjul sundvõnkumine on alati sumbumatu. 4. Võnkumise energia Võnkuv keha omab energiat Võnkumise käigus toimub energia muundumine 5. Lehel 6. Ristilained Osakesed võnguvad risti laine levimise suunaga. Levivad tahketes kehades, vedelike pindadel nt. Vee pinnalained.
2. Elektromagnetvõnkumiseks nim elektromagnetvälja iseloomustavate suuruste perioodilistelt toimuvat muutumist. 3. Vabavõnkumine võnkesüsteem jäetakse ,,omapead". Võnkeperiood ja sagedus sõltuvad vooluringi R, Rc ja Rl-st. Võnke amplituud väheneb ajas ning võnkumine on sumbuv. 4. Isevõnkumine- vooluringis on alalisvooliallikas, millest saadava energiaga kompenseeritakse energiakaod võnkesüsteemis. Võnke amplituud jääb ajas muutumatuks ning võnkumine on sumbumatu. 5. Sundvõnkumine vooluringis on vahelduvvooluallikas, millest saadava energiaga kompenseeritakse võnkesüsteemis energiakaod. Võnkeamplituud ei muutu ajas nin võnkumine on sumbumatu. 6. Lihtsaimat süsteemi, milles saavad toimuda elektromagnetilised vabavõnkumised nim võnkeringiks. Ideaalses võnkeringis toimuvad elektri ja magnetvälja energiate vastatikused muundumised nii, et elektromagnetvälja energia on jäävaks suuruseks. 7
5. Vabavõnkumine tasakaalust välja viidud süsteem jäetakse ,,omapead". Periood ja sagedus olenevad induktiiv, aktiiv ja mahtuvustakistusest. Võnkeperiood väheneb ajas ning võnkumine on sumbuv. 6. Isevõnkumine võnkesüsteemis on alalisvooluallikas, millest saadava energiaga kompenseeritakse elektromagnetvälja energia teisteks energia liikideks muundunud osa. Võnkeamplituud jääb ajas muutumatuks ning võnkumine on sumbumatu. 7. Sundvõnkumine võnkesüsteemis on vahelduvvoolu generaator, millest saadava energiaga kompneseeritakse see osa elektromagnetvälja energiast, mis muundatakse teisteks energia liikideks. Võnkeamplituud ei muutu ajas ning võnkumine on sumbumatu. 8. Lihtsaimat süsteemi, milles saavd tekida elektromagnetilised vabavõnkumised, nimetatakse võnkeringiks. Võnkeringi tööpõhimõte kujtab endas vooluringi, milles on kondensaator (mahtuvus C) ja juhtme pool (induktiivsus L). 9
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
Tallinna Tehnikaülikool Füüsikainstituut Üliõpilane: Teostatud: Õpperühm: Kaitstud: Töö nr: 15 TO: VEDRUPENDLI VABAVÕNKUMINE Töö eesmärk: Vedrupendli sumbumatu Töövahendid: Vedrud, koormised, ajamõõtja, vabavõnkumise ehk omavõnkumise joonlaud, kaalud, anum veega. perioodi uurimine sõltuvalt koormise massist ja vedrujäikusest. Vedrupendli sumbuva vabavõnkumise korral sumbuvusteguri ja logaritmilise dekremendi määramine. Skeem Vedru omavõnkeperioodi sõltuvus koormise massist ja vedru jäikusest
· Amplituud Suurim kaugus tasakaaluasendist ehk maksimum hälve · Periood ühe täisvõnke kestvus T= · Sagedus Ajaühikus sooritavate täisvõngete arv f= 3. Vaba võnkumine toimub süsteemi siseste jõudude mõjul. Tasakaalu asend vajalik. (nt. niidi otsas asuv raskus) Sundvõnkumine toimub välise jõu mõjul (nt õmblusmasina nõel) 4. Kui eksisteerib jõud, mis takistab võnkumist on tegemist sumbuva võnkumisega. (nt Sumbumatu võnkumine Puudub jõud mid takistaks võnkumist. (nt aineosakeste võnkumine tahkes kehas) 5. Harmooniline võnkumine X= 6. Resonants võnke amplituudi järsk kasvamine välisjõu tõttu kuni sageduse kokkulangemiseni süsteemi oma võnkesagedusega. (nt kiigele hoogu tehes) 7. Laine on liikumine. Tekib millegi tasakaale häirimisel. Kannab edasi liikumine energiat. 8. Lainet iseloomustavad suurused: · Amplituud (X) · Periood (T) · Sagedus (f) · Lainepikkus ()
T=t/N Sagedus-ajaühikus tehtavate täisringide arv. F=N/t Nurkkiirus-võrdne ajaühikus läbitud pöördenurgaga. w=fii(pöördenurk 6,28rad)/t. Joonkiirus-läbitud kaarepikkus ajaühiku kohta. v=fii*4 Kesktõmbekiirendus-suuna muutusest tingitud kiirendus. a=V2/r võnkumiste liigid-vabad võnkumised(sisejõudude mõjul(pendel)/ sundvõnkumine-välisjõudude (õmblusmasina nõela). sumbuvad- ja sundvõnkumised-sumbuv(võnkumine väheneb,peatud)/sumbumatu(kestab pikalt) võnkeamplituud-suurim kaugus tasakaalu asendist harmooniline võnkumine-kirjeldatakse siinus funktsiooni abil. matemaatiline ja vedrupendel- Mate-venimatu kaaluta niidi otsa riputatud punktmass. Vedru- absoluutselt elastse vedru otsa riputatud punktmass. resonants-nähtus,kus välise mõju sageduse kokkulangemisel süsteemi vabavõnkumise sagedusega suureneb võnkeamplituud märgatavalt. lained-võnkumiste edasikandmine ruumis
Võnkumised ja lained 3.1 Võnkumine Võnkumine – perioodiline edasi-tagasi liikumine tasakaaluasendist kord ühele, kord teisele poole Võnkesüsteem – mitmest vastastikmõjus olevast kehast koosnev süsteem, millest võib tekkida võnkumine Vabavõnkumine - süsteemi sisejõudude mõjul toimuv võnkumine Sumbuv võnkumine – võnkumine, kus võnkumise kiirus ja ulatus hääbuvad aja jooksul nullini Sumbumatu võnkumine – kui võnkumisel on hõõrdumist millegagi kompenseeritud Sundvõnkumine – kui võnkumine toimub mingi välise perioodilise jõu mõjul Võnkeperiood – ühe täisvõnke sooritamiseks kulunud aeg (T;sekund) T=t/N Võnkesagedus – ajaühikus sooritavate täisvõngete arv (f;Hz) f = 1/T = N/t Hälve – võnkuva keha kaugus tasakaaluasendist Võnkeamplituud – maksimaalne hälve ehk suurim kaugus tasakaaluasendist (X 0; meeter) 3.2 Harmooniline võnkumine
kesktõmbejõuks ehk tsentripetaaljõuks. Ringjooneliselt liikuvale kehale mõjuks nagu midagi keskpunktist eemale suunatud jõudu, nim. tsentrifugaaljõuks.' 8. Mis on võnkumise ja mis võnkesüsteem? Võnkumiseks nim. perioodilist edasi-tagasi liikumist teatud tasakaaluasendist kord ühele, kord teisele poole. Iga sellist mitmest vastastikmõjus olevast kehast koosnevat süsteemi, milles võib tekkida võnkumine nim. võnkesüsteemiks 9. Defineeri vabavõnkumine (sumbuv ja sumbumatu) ja sundvõnkumine Vabavõnkumiseks nim. süsteemi sisejõudude mõjul toimuvat võnkumist. Kui võnkumise kiirus ja ulatus hääbuvad aja jooksul nullini, ss seda võnkumist nim. sumbuvaks. Sumbuvatu võnkumise saamiseks tuleb hõõrdumist millegi välisega kompenseerida. Kui võnkumine toimub mingi välise perioodi jõu mõjul, on tegemist sundvõnkumisega. 10. Mida nim. harmooniliseks võnkumiseks? Kirjuta võrrand ja selgita tähised
kesktõmbejõuks ehk tsentripetaaljõuks. Ringjooneliselt liikuvale kehale mõjuks nagu midagi keskpunktist eemale suunatud jõudu, nim. tsentrifugaaljõuks.' 8. Mis on võnkumise ja mis võnkesüsteem? Võnkumiseks nim. perioodilist edasi-tagasi liikumist teatud tasakaaluasendist kord ühele, kord teisele poole. Iga sellist mitmest vastastikmõjus olevast kehast koosnevat süsteemi, milles võib tekkida võnkumine nim. võnkesüsteemiks 9. Defineeri vabavõnkumine (sumbuv ja sumbumatu) ja sundvõnkumine Vabavõnkumiseks nim. süsteemi sisejõudude mõjul toimuvat võnkumist. Kui võnkumise kiirus ja ulatus hääbuvad aja jooksul nullini, ss seda võnkumist nim. sumbuvaks. Sumbuvatu võnkumise saamiseks tuleb hõõrdumist millegi välisega kompenseerida. Kui võnkumine toimub mingi välise perioodi jõu mõjul, on tegemist sundvõnkumisega. 10. Mida nim. harmooniliseks võnkumiseks? Kirjuta võrrand ja selgita tähised
kesktõmbejõuks ehk tsentripetaaljõuks. Ringjooneliselt liikuvale kehale mõjuks nagu midagi keskpunktist eemale suunatud jõudu, nim. tsentrifugaaljõuks.' 8. Mis on võnkumise ja mis võnkesüsteem? Võnkumiseks nim. perioodilist edasi-tagasi liikumist teatud tasakaaluasendist kord ühele, kord teisele poole. Iga sellist mitmest vastastikmõjus olevast kehast koosnevat süsteemi, milles võib tekkida võnkumine nim. võnkesüsteemiks 9. Defineeri vabavõnkumine (sumbuv ja sumbumatu) ja sundvõnkumine Vabavõnkumiseks nim. süsteemi sisejõudude mõjul toimuvat võnkumist. Kui võnkumise kiirus ja ulatus hääbuvad aja jooksul nullini, ss seda võnkumist nim. sumbuvaks. Sumbuvatu võnkumise saamiseks tuleb hõõrdumist millegi välisega kompenseerida. Kui võnkumine toimub mingi välise perioodi jõu mõjul, on tegemist sundvõnkumisega. 10. Mida nim. harmooniliseks võnkumiseks? Kirjuta võrrand ja selgita tähised
poole. •Võnkumine toimub võnkesüsteemis. •Võnkesüsteem – iga mitmest vastastikmõjus olevast kehast koosnev süsteem, milles võib tekkida võnkumine. •Vabavõnkumine – süsteemi sisejõudude mõjul toimuv võnkumine. *Selle tekkimiseks peab olema: püsiv tasakaal, inerts ja väline tõuge. *Sumbuv •Sumbuv võnkumine – võnke amplituud aja jooksul väheneb. Hõõrdumise kiirus väheneb. •Sumbumatu võnkumise saamiseks tuleb hõõrdumist millegi välisega kompenseerida. •Sundvõnkumine – võnkumine toimub mingi välise perioodilise jõu mõjul. *Selle tekitab perioodiline välismõju. •Võnkumist iseloomustavad suurused: 1.Periood – ühe täisvõnke sooritamiseks kuluv aeg. Tähis: T Ühik: s Valem: T = t/N 2.Sagedus – täisvõngete arv ajaühikus. Tähis: f Ühik: Hz Valem: f = 1/T = N/t 3.Hälve – on keha kaugus tasakaaluasendist.
kasutatakse elektriseadmetes kaitsmeid? Elektriseadmetes ülemäära tugevate voolude tekkimise kaitseks. Mida nimetatakse elektromagnetvõnkumisteks? Laengu, voolutugevuse või pinge perioodilisi muutusi elektriahelas Nimeta elektromagnetvõnkumiste liigid ja iseloomusta neid EL.MAG. VABAVÕNKUMISED võnkeamplituud väheneb, sumbuv võnkumine, energiat ei täiendata EL. MAG. SUNDVÕNKUMISED võnkeamplituud ei muutu, sumbumatu võnkumine, energiat antakse juurde, vahelduvvoolu genetraator ja võnkering Miks peab metallkorpusega elektriseadmeid maandama? Et faasijuhtme vigastused poleks eluohtlikud ning faasijuhtme ja metallkorpuse vahel võib tekkida lühis Mida nimetatakse vahelduvvooluks? Elektrivoolu, mille korral voolutugevus ja suund perioodiliselt muutuvad. Muutuvad ka pinge ja elektromotoorjõud Millise sagedusega vahelduvvoolu meil kasutatakse
Raudplekkidest südamik on vajalik mag.voo tugevdamiseks. Plekid on üksteisest eraldatud, et suurendada südamiku takistust, muidu tekiksid südamikus tugevad pöörisvoolud. Võnkering vooluring, mis sisaldab kond. jajuhtmepooli. W e=CU2/2, Wm=LI2/2 1) elektromag.võnkumiste käigus muundub laetud kond. el.välja energia voolu mag.välja energiaks poolis (EMI tõttu saavutab I max teatud aja möödudes), selleks kulub 1/4T, seejärel toimub vastupidine protsess 2) ideaalses võnkerin. sumbumatu: W=We+ Wm=CU2/2+LI2/2=const 3) toimuvad muundumised on perioodilised, sukbumise puudumisel omavõnkeperioodi määratud Thomsoni valem: T=2LC. 3.Periood lühim ajavahemik, mille möödudes hakkab võnkesüsteemis toimuv protsess korduma. T=t/n=1/f. Ühik 1s. Pöördvõrdeline sagedusega. Ind.takistus füüs. suurus, mis. isel ind.koormuse omadust piirata voolutugevust, kuid mitte muundada elektromag.välja energiat teosteks en.liikideks. Voolu muutumisel hakkab pool endaind. tõttu toimima
Kirjuta välja selle võnkumise võrrand. 10.Kirjelda energia muundumisi vedru otsa riputatud koormise võnkumisel. Kui vedru tasakaaluasendist kõrgemale tõuseb või langeb allapoole, siis raskusjõud ei muutu. Tasakaaluasendist üles tõustes vedru elastusjõud väheneb, madalamale liikudes elastusjõud tõuseb. 11. Too erinevaid võnkumise näiteid loodusest. Vee lainetamine, puuokste liikumine tuulega. 12. Milleks kasutatakse tehnikas amortisaatoreid? Kas amortisaatorites on tegemist sumbumatu või sumbuva võnkumisega? Leevendab põrkumist, pidurdab võnkumist. Tegemist on sumbuva võnkumisega. 13. Milliste pendlitega saaks siduda järgmisi näiteid: a) benjihüpe; b) pika juhtme otsa kinnitatud laelamp; 14. Kuidas saab kiigel istudes ilma kõrvalise abita hoogu juurde anda? Ennast tõugates kindlate ajavahemike tagant. 15. Miks on sõjaväemäärustikes sees punkt, mis keelab sildade ületamise marsisammul? Sild hakkab võnkuma ja tekib resonants
tekitab voolu, mis kestab kond. tühjenemiseni. 2)Peale voolu katkemist hakkab pooli magnetväli nõrgenema ja indutseerib vastassuunalise voolu, mis hakkab kond. laadima. 3) 4) Peale kond. tühjenemist muutub vooluallikaks taas pool ja laeb kond. nagu alguses. Kõik hakkab otsast peale. Selline on elektromagnetiline vaba võnkumine, mis suubub kiiresti, kuna algenergia muundub pooli ja juhtmete takistuse tõttu soojuseks ning osa energiat kiirgub elmagnetlainetena välja. Pidev e. sumbumatu energia saamiseks tuleb võnkeringile energiat juurde anda pidevalt. 8. Elektromagentlainete skaala (Mis on? Kiirguste suurused-mis suurem, mis väiksem, mis levib paremini). Lainenim Madalasagedusli raadiolained optiline röntgenikiirg gammakiirgus ., pikkus kud el. mag. kiirgus us lained laine tekivad tekitajateks tekitajaks on tekib kiiresti tekitajateks tekkimin vahelduvvoolu elektrogen
tekitab voolu, mis kestab kond. tühjenemiseni. 2)Peale voolu katkemist hakkab pooli magnetväli nõrgenema ja indutseerib vastassuunalise voolu, mis hakkab kond. laadima. 3) 4) Peale kond. tühjenemist muutub vooluallikaks taas pool ja laeb kond. nagu alguses. Kõik hakkab otsast peale. Selline on elektromagnetiline vaba võnkumine, mis suubub kiiresti, kuna algenergia muundub pooli ja juhtmete takistuse tõttu soojuseks ning osa energiat kiirgub elmagnetlainetena välja. Pidev e. sumbumatu energia saamiseks tuleb võnkeringile energiat juurde anda pidevalt. Elektromagnetlained Mehaaniline võnkumine tekitab meh. laineid (ristlained, pikilained, helilained...) Laetud osakeste võnkumine tekitab elektromagnetlaineid. E- elektrivälja tugevus x-teljel mingil hetkel, B- magnetinduktsiooni väärtused x-teljel mingil hetkel Elektrimagnetlained koosnevad muutuvast elektri- ja magnetväljast, mille suunad on risti teineteisega ja levimissuunaga
lt 4-le), pikenes ajavahemik, mille jooksul väljundsignaal saavutab oma maksimaalse väärtuse, kaks korda. Võnkelüli: 1) Teoreetiline ülevaade: Võnkelüli võib nimetada ka PT2-lüli, sest see omab juba kaht ajakonstanti. Selleks, et paremini hinnata võnkelüli tööd, tuleb sisse tuua mõningad uued suurused. Meile on tuttav järgmine ülekandefunktsioon: (1) Kus tehes järgmised asendused: Kus 0 on objekti karaktelistlik ehk sumbumatu võnkumise nurksagedus Kus -sumbumiskonstant On võimalik avaldada võrrand (1) järgmisel kujul: Samuti on võimalik avaldada sumbumiskonstandi ja karakteristliku nurksageduse kaudu teisi süsteemi iseloomustavaid suuruseid kus s sumbuva võnkumise nurksagedus kus T sumbuva võnkumise periood kus sumbumistegur. 2) siirde- ja sageduskarakteristikud, kui K = 1, T1 = 2 ja T2 = 0,1; PT2-lüli K=1, T1=2 ja T2=0,1. a) hüppekaja, b) Bode diagramm
ajavahemiku järel, kusjuures esialgsesse asendisse läheb keha sama teed mööda tagasi. Võnkumise liigitus: · VABAVÕNKUMINE võnkumine toimub süsteemisiseste jõudude mõjul. Vabavõnkumise tekkimiseks peab olema püsiv tasakaaluasend ja väline tõuge. Sumbuv võnkumine. · SUNDVÕNKUMINE võnkumine tekib mingi kindla välise perioodilise jõu mõjul. Võnkumine on sumbumatu. · ISEVÕNKUMINE esineb võnkesüsteemides, kuhu kuulub ka energiaallikas, millest saadava energiaga kompenseeritakse võnkumise energia teisteks energialiikideks muundunud osa. Amplituud ei muutu ajas sumbumatu võnkumine. Võnkumisel on energia. Kui võnkuvale kehale mõjub mingi takistav jõud, tuleb selle ületamiseks energiat kulutada. Energia jäävuse seaduse kohaselt peab võnkuva süsteemi energia vähenema ja selle
• Kui võnkumine toimub vaid süsteemi kuuluvate kehade vaheliste mõjujõudude toimel, on tegemist vabavõnkumisega. Vabavõnkumiseks nimetatakse süsteemi sisejõudude mõjul toimuvat võnkumist. • Kuna igale kehale mõjub liikumist takistav hõõrdejõud, siis ei saa vabavõnkumine kesta ilma välise abita igavesti. Võnkumise kiirus ja ulatus hääbuvad aja jooksul nullini. Sellist võnkumist nimetatakse sumbuvaks. Looduses on vabavõnkumised alati sumbuvad. Sumbumatu võnkumise saamiseks tuleb hõõrdumist millegi välisega kompenseerida. Näiteks pommidega kellas annab spetsiaalse mehhanismi kaudu pendlile igal võnkel hoogu juurde pomme allapoole tõmbav raskusjõud. • Kui võnkumine toimub mingi välise perioodilise jõu mõjul, on tegemist sundvõnkumisega. Võnkumist iseloomustavad suurused • Nagu iga perioodilist liikumist, iseloomustab ka võnkumist ajavahemik, mille möödumisel liikumine uuesti kordub
Võnkering koosneb kondensaatorist ja selle katetega ühendatud induktiivpoolist. Üldjuhul esinevad võnkeringis energia kaod: soojuslikud kaod voolu tõttu, elektrivälja hajumine kondensaatori plaatide vahelt, magnetvälja hajumine poolist. Vaba elektromagnetvõnkumine: on energia kadude tõttu võnkeringis sumbuvad. Thomsoni valemi kohaselt on võnkeperiood võrdeline ruutjuurega induktiivsusest ja mahtuvusest Isevõnkumine ehk autovõnkumine on sumbumatu võnkumine, mis ei toimu perioodiliselt muutuva välisjõu toimel, vaid süsteemi endasse kuuluva energiaallika arvel. Erinevalt sundvõnkumisest on isevõnkumisel sagedus ja amplituud määratud ainult võnkesüsteemi enda omadustega. Isevõnkumine erineb vabavõnkumisest selle poolest, et isevõnkuva keha amplituud on ajast sõltumatu ja keha on energiaallikaga lühiajalises vastasmõjus. Kõrgsagedusvõnkumise saamiseks: peaksid võnkeringi induktiivsus ja mahtuvus olema
● Sundvõnkumine- võnkumine, mis toimub peroodiliselt mõjuva välisjõu toimel. 16. Sumbuvad ja sumbumatud võnkumised ● reaalses maailmas pendli võnkumine sumbub teatud aja jooksul, see tähendab, et võnkumise amplituud aina väheneb, kuni võnkumine on lakanud. Seda nähtust nimetatakse sumbuvateks võnkumisteks. Võnkumised saavad sumbuda hõõrdejõu tagajärjel, aga ka siis, kui võnkuvate kehade energia kandub üle teisele võnkuvale kehale. ● sumbumatu võnkumine ehk isevõnkumine- ei toimu perioodiliselt muutuva välisjõu toimel, vaid süsteemi endasse kuuluva energiaallika arvel. 17. Harmoonilise võnkumise graafik ● harmooniline võnkumine ehk siinusvõnkumine- võnkumine, mida saab kirjeldada siinusfunktisooni abil. Ruumis leviv harmooniline võnkumine on siinuseline. ● graafikuks on sinusoid. 18. Resonantsinähtus
Laine võnkumiste edasikandumine ruumis. Jõumoment Jõu ja tema õla korrutis. M=F*l Impulsimoment Keha impulsi ja trajektoori kõverusraadiuse korrutis. L=mvr Impulsimomendi jäävuse seadus - Igasuguse kehade süsteemi impulss on jääv, kui sellele ei süteemile ei mõju väliseid jõude. Vabavõnkumine Võnkumised, mis toimuvad süsteemisiseste jõudude mõjul. Sundvõnkumine Toimub perioodiliselt muutuva välisjõu mõjul. Sumbuv võnkumine Amplituud väheneb. Sumbumatu võnkumine Amplituud ei vähene. Hälve Võnkuva keha kaugus tasakaaluasendist. Amplituud -on maksimaalne kaugus tasakaaluasendist. Resonants- Võnkeamplituudi järsk kasvamine perioodilise välismõju sageduse kokkulangemisel süsteemi vabavõnkumise sagedusega. Harmooniline võnkumine Võnkumine, mida saab kirjeldada sin või cos funktsiooniga. Võnkumise võrrand - x=x0sin(wt+ Pii/2) Faas - määrab laine võnkeseisundi mingil hetkel. Valguslainet väljendatakse tavaliselt
Kogulühisvool 1,5 1 0,5 Lühisvool, s.ü. 0 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 -0,5 -1 Sumbumatu perioodiline komponent Sumbuv perioodiline komponent -1,5 Lühisvoolu aperioodiline komponent Kogulühisvool -2 Aeg, s
13.2. Millised on ringliikumise erijuhud? Ringjooneline liikumine ja pöörlemine. 13.3. Mis on ja kuidas tekib kesktõmbekiirendus? Kesktõmbekiirendus on suunamuutusest tingitud kiirendus, mis on suunatud kõveruskeskpunkti poole. 13.4. Milline on võnkliikumine? Võnkumine on liikumine, mis kordub perioodiliselt edasi-tagasi sama trajektoori mööda. 13.5. Millised on võnkumiste liigid? Vabavõnkumine, sundvõnkumine, sumbumatu võnkumine, harmooniline võnkumine. 13.6. Voolumõõtja ketas tegi 2 minutiga 40 pööret. Arvutge ketta pöörlemisperiood. 14. P 14.1. Mis on resonants? Resonantsiks nimetatakse nähtust, kus välise mõju sageduse kokkulangemisel süsteemi vabavõnkumise sagedusega suureneb võnkeamplituud märgatavalt. 14.2. Milline võnkumine on harmooniline? Kõiki selliseid võnkumisi, mida saab kirjeldada siinus- või
L- võnkeringi induktiivsus, C- võnkeringi mahtuvus (=sqrt1/LC) Elektromagnetiline isevõnkumine Võib tekkida võnkeringis kuhu antakse perioodiliselt energiat juurde kõrgsagedusgenekas ehk võnkuv süsteem täiendab ise välisest allikast oma energiavarusid. Isevõnkumine võnkesüsteemis on alalisvooluallikas, millest saadava energiaga kompenseeritakse elektromagnetvälja energia teisteks energia liikideks muundunud osa. Võnkeamplituud jääb ajas muutumatuks ning võnkumine on sumbumatu. Kõrgsageduslike võnkumiste Nende saamiseks peaksid võnkeringi induktiivsus ja mahtuvus olema võimalikud väikesed. Klemmide vahel peaks suurem vahe olema ja ja pool tuleb välja venitada. Tagasiside On nähtus, mille korral ühe füüsikalise suuruse muutumine põhjustab teiste suuruste selliseid muutusi, mis omakorda mõjutavad esimest suurust. Avatud võnkering (Hertzi vibraator) Üleminekul suletud võnkeringilt avatule eemaldatakse
Jõuõlg on kaugus pöörlemistelje ja jõu mõjumissirge vahel. ⃗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
Süsteemil peab olema püsiv tasakaaluasend (süsteemi väljaviimisel tasakaaluasendist tekivad jõud, mis viivad ta tagasi tasakaaluasendisse.) · Tuleb tekitada hälve keha tuleb viia tasakaaluasendist välja. · Süsteemissisesed jõud peavad olema väikesed 2. Sundvõnkumine toimub välise perioodilise jõu mõjul. Näiteks: haamriga löömine, kiikumine, õmblusnõel. Reeglina sumbumatu võnkumine (süsteem peab kogu aeg perioodiliselt energiat juurde saama - hõõrdejõud) Võnkumisi iseloomustavad suurused t aeg T= = 1. Võnkeperiood ühe täisvõnke sooritamise aeg: N võn.ajaüh. 1 N
Süsteemil peab olema püsiv tasakaaluasend (süsteemi väljaviimisel tasakaaluasendist tekivad jõud, mis viivad ta tagasi tasakaaluasendisse.) Tuleb tekitada hälve – keha tuleb viia tasakaaluasendist välja. Süsteemissisesed jõud peavad olema väikesed 2. Sundvõnkumine – toimub välise perioodilise jõu mõjul. Näiteks: haamriga löömine, kiikumine, õmblusnõel. Reeglina sumbumatu võnkumine (süsteem peab kogu aeg perioodiliselt energiat juurde saama - hõõrdejõud) Võnkumisi iseloomustavad suurused t aeg 1. Võnkeperiood – ühe täisvõnke sooritamise aeg: T N võn.ajaüh. 1 N 2. Võnkesagedus – täisvõngete arv ajaühikus: f ühik : 1Hz
Süsteemil peab olema püsiv tasakaaluasend (süsteemi väljaviimisel tasakaaluasendist tekivad jõud, mis viivad ta tagasi tasakaaluasendisse.) Tuleb tekitada hälve keha tuleb viia tasakaaluasendist välja. Süsteemissisesed jõud peavad olema väikesed 2. Sundvõnkumine toimub välise perioodilise jõu mõjul. Näiteks: haamriga löömine, kiikumine, õmblusnõel. Reeglina sumbumatu võnkumine (süsteem peab kogu aeg perioodiliselt energiat juurde saama - hõõrdejõud) Võnkumisi iseloomustavad suurused t aeg 1. Võnkeperiood ühe täisvõnke sooritamise aeg: T N võn.ajaüh. 1 N 2. Võnkesagedus täisvõngete arv ajaühikus: f ühik : 1Hz T T
66. Mis on laine sagedus? Võngete arv sekundis(ajaühikus) 67. Mis on laine periood? T on võnkumise periood (aeg), mille jooksul võnkumise vaadeldav faas on liikunud edasi lainepikkuse võrra 68. Mis on lainearv? 2 Suurus k = on lainearv 69. Mis muutub sinusoidaalse laine puhul sinusoidaalselt? Laine kaugus x-teljest (hälve) 70. Mis jääb sinusoidaalse laine puhul konstantseks? Aeg, ning amplituud, kui on tegemist sumbumatu võnkumisega 71. Kuidas liiguvad punktid sinusoidaalse ristlaine korral? võnkumised toimuvad laine levimise suunaga ristuvas sihis (risti) 72. Kuidas liiguvad punktid sinusoidaalse pikilaine korral? Pikki lainet, ehk laine levimise sihis 73. Kuidas saab arvutada laine levimise kiirust, kui on teada lainepikkus ja sagedus? lainepikkus * sagedus v = f 74. Kuidas saab arvutada lainepikkust, kui on teada laine levimise kiirus ja periood?
ja (seisu)massi jäävuse seadus üheks. Seda ='/ Poissoni tegur on võrdetegur,mis iseloomustab ainult materjali omadusi. 1.5.Võnkumised 1.4.2.Tangensiaalpinge ja nihkemoodul 1.5.1.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.
44 62. Sundvõnkumine: sundvõnkumist põhjustav perioodiline välisjõud ja resonants- Kui võnkumine toimub mingi välise perioodilise jõu mõjul, on tegemist sundvõnkumisega. Nii võngub õmblusmasina nõel üles-alla vaid seepärast, et käsi või mootor vänta ringi ajab. Kuna siin saab süsteem energiat välisest allikast, on sundvõnkumine alati sumbumatu. Juhul, kui välise mõju sagedus langeb kokku süsteemi vabavõnkumise sagedusega, hakkab amplituud kasvama ja võib ka väikese jõu korral väga suureks muutuda. Kõik me teame, et kiigele hoo andmiseks ei tule pidevalt ühes suunas lükata, vaid kiike kergelt kindlate ajavahemike tagant tõugata. Ka mitmetonnise raske auto saab suhteliselt väikese jõuga poriaugust välja lükata. Selleks kõigutatakse autot
annaabi.ee 
