Tallinna Tehnikaülikooli füüsika instituut Üliõpilane: Üllar Alev Teostatud:1303.07 Õpperühm: EAEI-21 Kaitstud: Töö nr. 26 OT VABAD VÕNKUMISED Töö eesmärk: Töövahendid: Sumbuvate võnkumiste uurimine võnkeringis, Impulssgeneraator, induktiivpool, mahtuvus- ja takistussalv mis koosneb induktiivpoolist L, kondensaatorist C ning ostsillograaf. ja aktiivtakistist R. Skeem Töö käik. 1. Protokollige mõõteriistade andmed. 2. Koostage skeem vastavalt joonisele, kasutades juhendaja poolt antud L, C ja R s väärtusi (Rs on takistussalve näit). 3. Paluge juhendajal kontrollida ühenduste õigsust. 4. Reguleerige ostsillograafi nupud asenditesse, mis v...
Tallina Tehnikaülikool Füüsikainstituut Üliõpilane: Teostatud: Õpperühm: Kaitstud: Töö nr. 10 TO: Vabad võnkumised Töö eesmärk: Töövahendid: Induktiivpoolist L, Impulssgeneraator, induktiivpool, kondensaatorist C ja mahtuvus- ja takistussalv ning aktiivtakistist R koosnevas ostsillograaf ahelas toimuvate võnkumiste sumbuvuse logaritmilise dekremendi ja perioodi määramine Skeem: 3.Katseandmete tabelid Sumbuvuse logaritmilise dekremendi määramine Jrk Rs, A1,m A2,m A3,m A4,m A1/A A3/A 1 3 eksp teor nr m m m m 2 4 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. L = ...
Jrk R s, A1, A 2, A3, A4, A1/A2 A3/A4 1 3 eksp teor nr. mm mm mm mm 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Sumbuvate võnkumiste perioodi määramine Jrk nr. R s, N l, cm M, t, ms Teksp, ms Tteor, ms ms/cm 1. 2. 3. 4. 5. Vabad võnkumised 1. Vabad võnkumised-ainult võnkesüsteemi sisemiste jõudude mõjul toimuvad võnkumised. Nad sumbuvad, sest võnkeringis esineb aktiivtakistus, aktiivtakistusel eraldub võnkumiste käigus soojus ja energia võnkeringis väheneb. 2
Katseandmete tabelid Sumbuvuse logatmilise dekremendi määramine Jrk. Rs, A1, A2, A3, A4, A1/A A3/A 1 3 eksp teor nr mm mm mm mm 2 4 L= .................... C=.................... R0=..................... Sumbuvate võnkumiste perioodi määramine M, Teksp, Jrk. nr Rs, N l, cm t, ms Tteor, ms ms/cm ms Arvutused ja veaarvutused Logaritmiline dekrement ja tema viga Kriitiline takistus ja tema viga Võnkeringi periood
Tallinna Tehnikaülikooli Füüsika instituut Üliõpilane: Sergei Ovsjanski Teostatud: Õpperühm: IAEB 21 Kaitstud: Töö nr. 26 OT Vabad võnkumised Töö eesmärk: Töövahendid: sumbuvate võnkumiste uurimine impulssgeneraator, mahtuvus-, induktiivsus-, võnkeringis, mis koosneb ja takistusmagasinid, ostsillograaf. induktiivpoolist L, kondensaatorist C ja aktiivtakistust R. Skeem Arvutused ja veaarvutused Võnkeringi kriitilisele reziimile vastava aktiivtakistuse ja selle vea arvutamine. L 0.1 Rkr = 2 =2 = 1421 1400 C 0.198 10 -6 2 ...
horisondi anduriga, mis registreerib horisondi kaldenurga ja töötab välja kaldenurgaga võrdelise elektrilise signaali. See signaal edastatakse vurri rõhtteljele paigutatud elektrimootorile, mis tekitab momendi telje y-y ümber. Sellist tüüpi vurrkompassi nimetatakse kaudse juhtimisega kompassiks. 6. Tundliku elemendi võngete summutamine õlisummutiga Joonis 14 Õlisummutiga langetatud raskuskeskmega tundliku elemendi sumbuvate võngete kõver Kiirused v1, v2 v3 on tekitatud samade nurkkiiruste ja momentide poolt, mis sumbumatute võnkumiste puhul. Õlitaseme vahe anumates tekitab tundliku elemendi peatelje uue joonkiiruse v 4. See kiirus muudab tundliku elemendi peatelje liikumise suunda kohe asendis 1 Asendis 2 viivad tundliku elemendi peatelge tõelise meridiaani poole jõud v 3 ja v4 Asendis 3 õlisummutis on tasemed võrdset ja moment puudub. Tundliku elemendi peatelg läbib
kuidas sõltub esimene kosmiline kiirus? Keha, mille kiirus on võrdne esimese kosmilise kiirusega, liigub ringijooneliselt. Esimene kosmiline kiirus sõltub planeedi (vms taevakeha) mõõtmetest ja massist, millega on võimalik lahkuda planeedi pinnalt selle lähedale ringorbiidile. 9. Millist liikumist nimetatakse võnkliikumiseks ehk võnkumiseks? Võnkliikumiseks ehk võnkumiseks nimetatakse liikumist, mis kordub kindla ajavahemiku järel. 10. Milliseid võnkumisi nimetatakse sumbuvate Sumbuv võnkumine – võnkumise amplituud pidevalt väheneb võnkumist takistavate mõjude tõttu. 11. Millistest suurustest ja kuidas sõltub pendli võnkeperiood? Matemaatilise pendli võnkumist põhjustab raskusjõud koos niidis tekkiva tõmbejõuga. Väikese võnkeamplituudi korral sõltub periood ainult pendli pikkusest l ning vaba langemise kiirendusest g 12.Millistest suurustest ja kuidas sõltub vedrupendli võnkeperiood?
Tallinna Tehnikaülikool Füüsikainstituut Üliõpilane: Teostatud:15.04.2020 Õpperühm: Kaitstud: Töö nr: 10 TO: Töö eesmärk: Induktiivpoolist L, Töövahendid: Impulssgeneraator, indkutiivpool, kondensaatorist C ja aktiivtakistist R mahtuvus- ja takistussalv ning ostsillograaf koosnevas ahelas (võnkeringis) toimuvate võnkumiste sumbuvuse logaritmilise dekremendi määramine Skeem Töö teoreetilised alused Ainult võnkesüsteemi sisemiste jõudude mõjul toimuvaid võnkumisi nimetatakse vabadeks võnkumisteks. V aatleme võnkesüsteemi, milleks on ideaalne võnkering. See on suletud ahel kondensaatorist C ja induktiivpoolist L . Kui laadida kondensaator ja katkestada pärast seda ahela mõjustamine väljastpoolt, hakkavad võnkeringis toimuma vab...
interferentsi tulemusel. 22.Kujutise konstrueerimine õhukeses läätses 23.Valguse peegeldumisseadus, murdumisseadus Peegelduv ja murduv kiir on langemistasandis Peegeldumis- ja langemisnurk on võrdsed 24.Sumbuvvõngete võrrand, sumbuvustegur, sumbuvuse dekrement - sumbuvvõngete võrrand Suurusi ja nim. vastavalt sumbuvate võnkumiste sumbuvusteguriks ja omasageduseks. Suhet nimetame sumbuvuse dekremendiks 25.Lained, energiavoog laines, laine võrrand Energiavoog laines. Et lainetus levib, kaasneb tema liikumisega ka energia levik. Analoogselt vee vooluhulgale läbi vooluga risti oleva pinna Laineks nimetame keskkonna osakeste võnkumist, kus võnkefaas sõltub allika kaugusest siinus (koosinus) funktsiooni järgi. Lainevõrrand
sooritatud võngete arv – võnkesagedus (nurksagedus): 0=2=2/T; Võrrand on x= a(t)cos(t+0) ja lahend a=a0e-T. 2Molekulide vaba tee kesk. pikkus kiirus v=x=Acos(t+0)= vmaxsin(t+0+/2); Sumbuvate võnkumiste periood : põrke vahel läbib gaasimolekul mingi tee l, mis on vaba tee kiirendus a=x=
Kui tundliku elemendi peatelg ületab tõelise meridiaani tasandi ja jõuab tõelise horisondi läänepoolsesse ossa, on õli ülekogus suurem lõunaspoolses anumas ja tema jõumomendi vektor on suunatud vaatleja poole. Vastupidiseks on muutunud ka pretsessiooni suund ja tundliku elemendi peatelg liigub jälle tõelise meridaani tasandi poole. Sumbumatute võnkumiste summutamine õlisummutiga Joonis 14 Õlisummutiga langetatud raskuskeskmega tundliku elemendi sumbuvate võngete kõver Kiirused v1, v2 v3 on tekitatud samade nurkkiiruste ja momentide poolt, mis sumbumatute võnkumiste puhul. Õlitaseme vahe anumates tekitab tundliku elemendi peatelje uue joonkiiruse v4. See kiirus muudab tundliku elemendi peatelje liikumise suunda kohe asendis 1 Asendis 2 viivad tundliku elemendi peatelge tõelise meridiaani poole jõud v3 ja v4 Asendis 3 õlisummutis on tasemed võrdset ja moment puudub. Tundliku
MEHAANIKA JA MOLEKULAARFÜÜSIKA PÕHIMÕISTED NING SEADUSED Füüsika käsitleb looduse kõige üldisemaid nähtusi ja seaduspärasusi. Need ongi füüsikalised objektid. Objekt on see, millele tegevus on suunatud. Füüsikaline suurus on füüsikalise objekti mõõdetav iseloomustaja (karakteristik). Füüsika objekt (loodusnähtus) on olemas ka ilma inimeseta. Füüsikaline suurus on inimlik vahend objekti kirjeldamiseks. Suuruse mõõtmine on võrdlemine mõõtühikuga. Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem SI kasutab 7 füüsikalist suurust põhisuurustena. Nende suuruste mõõtühikud on põhiühikud. Kõik teised suurused ja ühikud on määratud vastavalt põhisuuruste ning põhiühikute kaudu. Põhisuurused on: pikkus, aeg, mass, aine hulk, temperatuur, voolutugevus ja valgustugevus. Nende ühikud on vastavalt: meeter, sekund, kilogramm, mool, kelvin, amper ja kandela. Skalaarne suurus on esitatav vaid ühe mõõtarvuga, millele lisandub mõõtühik. Skalaarsed suurused on il...
MEHAANIKA JA MOLEKULAARFÜÜSIKA PÕHIMÕISTED NING SEADUSED K. Tarkpea Füüsika käsitleb looduse kõige üldisemaid nähtusi ja seaduspärasusi. Need ongi füüsikalised objektid. Objekt on see, millele tegevus on suunatud. Füüsikaline suurus on füüsikalise objekti mõõdetav iseloomustaja (karakteristik). Füüsika objekt (loodusnähtus) on olemas ka ilma inimeseta. Füüsikaline suurus on inimlik vahend objekti kirjeldamiseks. Suuruse mõõtmine on võrdlemine mõõtühikuga. Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem SI kasutab 7 füüsikalist suurust põhisuurustena. Nende suuruste mõõtühikud on põhiühikud. Kõik teised suurused ja ühikud on määratud vastavalt põhisuuruste ning põhiühikute kaudu. Põhisuurused on: pikkus, aeg, mass, aine hulk, temperatuur, voolutugevus ja valgustugevus. Nende ühikud on vastavalt: meeter, sekund, kilogramm, mool, kelvin, amper ja kandela. Skalaarne suurus on esitatav vaid ühe mõõtarvuga, millele lisandub mõõtühik. Skalaarse...
Füüsika kordamisküsimused 1. JÄIGA KEHA MEHHAANIKA 1.1. Kinemaatika 1.1.1. Inertsiaalne taustsüsteem: Liikumise kirjeldamine ajas ja ruumis. Keha asukoht ruumis- taustsüsteemide suhtes. Jäik keha millel arvestatavad deformatsioonid puuduvad. Masspunktiks nimetatakse keha, mille mõõtmed võime arvestamatta jätta võrreldes kaugusega teiste kehadeni. 1) a + b summa 2) a - b vahe 3) a jab korrutis a *b =a * b * sin 4) a * b = a * b * cos skalaarkorrutis Taustsüsteemi, milles kehtib Newtoni I seadus, nimetatakse inertsiaalseks. Iga taustsüsteemi, mis liigub inertsiaalse suhtes ühtlaselt ja sirgjooneliselt, nimetatakse samuti i...
Takistav jõud f=-rv=-rx' on takistustegur ja v on võnkuva keha kiirus ma=-kx-rx' /m a+(k/m)x+(r/m)x'=0 a on aga x'' seega x''+(r/m)x'+(k/m)x=0 See on diferentsiaalvõrrand, mille lahendamisel saadakse lahend x=Ae-tcost , mis on sumbuvate võnkumiste valem, kus on sumbumistegur Omasagedus - o - see sagedus millega toimub süsteemi vaba võnkumine keskkonna takistuse puudumisel. o2=k/m; Sumbetegur määrab võnkumiste sumbumise kiiruse. =r/2m (r on keskkonnatakistused, m on süst mass). Sumbe dekrement perioodi võrra erinevatele ajahetkedele vastavate amplituudide suhe e T=(t)/(t+T). Sumbuvuse logaritmiline dekrement on =ln (t)/(t+T)=T. Seda kasutataksegi peamiselt võnkumiste sumbuvuse iseloomustamiseks. SOOJUS 1
mis sisaldab üheaegselt nii hääbuvat kui perioodilidelt muutuvat osa. · Lihtsaimat lahendit kus ja omavad ülaltoodud tähendust, nimetame sumbuvateks võnkumisteks ja neid võib ligikaudselt vaadelda kui eksponentsiaalselt kahaneva amplituudiga harmoonilisi võnkumisi. Seda, et toodud valem lähtevõrrandit rahuldab, saab igaüks kontrollida, võttes temast I ja II järku tuletised ning asendades need lähtevõrrandisse. Suurusi ja nim. vastavalt sumbuvate võnkumiste sumbuvusteguriks ja omasageduseks. Võttes arvesse, et oli meie süsteemi vabavõngete sagedus e. süsteemi omavõnkesagedus, võime sumbuvate võngete sageduse avaldada kujul: Loomulikult kehtib see valem vaid juhul, kui . Vastasel korral on meil karakteristliku võrrandi dekrement (juurealune avaldis lahendi valemis) positiivne ning võnkuv lahend puudub. Veel märgime, et sumbuvvõngete omavõnkeperiood on seda suurem, mida
mis sisaldab üheaegselt nii hääbuvat kui perioodilidelt muutuvat osa. · Lihtsaimat lahendit kus ja omavad ülaltoodud tähendust, nimetame sumbuvateks võnkumisteks ja neid võib ligikaudselt vaadelda kui eksponentsiaalselt kahaneva amplituudiga harmoonilisi võnkumisi. Seda, et toodud valem lähtevõrrandit rahuldab, saab igaüks kontrollida, võttes temast I ja II järku tuletised ning asendades need lähtevõrrandisse. Suurusi ja nim. vastavalt sumbuvate võnkumiste sumbuvusteguriks ja omasageduseks. Võttes arvesse, et oli meie süsteemi vabavõngete sagedus e. süsteemi omavõnkesagedus, võime sumbuvate võngete sageduse avaldada kujul: Loomulikult kehtib see valem vaid juhul, kui . Vastasel korral on meil karakteristliku võrrandi dekrement (juurealune avaldis lahendi valemis) positiivne ning võnkuv lahend puudub. Veel märgime, et sumbuvvõngete omavõnkeperiood on seda suurem, mida
Magnetvälja energia ruumtihedus (energia ruumalaühiku kohta) wm= dEm /dV avaldub kujul wm= µ0 µ H 2/2 = B 2/2 µ0 µ. Elektromagnetvõnkumiste käigus muutub laetud kondensaatori elektrivälja energia voolu magnetvälja energiaks juhtmepoolis ja vastupidi. Need muutused on perioodilised, kusjuures sumbumise puudu- misel omavõnkeperiood T = 2 (L C) 1/2 ning omavõnkesagedus o = 1 / (L C) 1/2. Sumbuvate elektromagnetvõnkumiste ringsagedus = (o2 - 2) 1/2 , kus sumbetegur = R / (2L). Aatomi planetaarmudeli kohaselt sarnaneb aatom Päikesesüsteemiga. Päikese rollis on aatomi tuum, pla- neetide osa täidavad tuuma ümber tiirlevad elektronid (laenguga -e). Aatomi mõõtmed on suurus- järgus 10 -10 m = 1 Å (1 ongström), tuuma omad aga suurusjärgus 10 -15 m = 1 f (1 fermi). Tuuma moodustavad prootonid ja neutronid. Prootoni laeng on +e ja neutronil laeng puudub. Prootoni
Magnetvälja energia ruumtihedus (energia ruumalaühiku kohta) wm= dEm /dV avaldub kujul wm= µ0 µ H 2/2 = B 2/2 µ0 µ. Elektromagnetvõnkumiste käigus muutub laetud kondensaatori elektrivälja energia voolu magnetvälja energiaks juhtmepoolis ja vastupidi. Need muutused on perioodilised, kusjuures sumbumise puudu- misel omavõnkeperiood T = 2 (L C) 1/2 ning omavõnkesagedus o = 1 / (L C) 1/2. Sumbuvate elektromagnetvõnkumiste ringsagedus = (o2 - 2) 1/2 , kus sumbetegur = R / (2L). Kvantväljateooria väidab, et igasugust välja edastavad osakesed. Välja olemus on täielikult määratud osa- kestega, mis seda välja edasi kannavad. Aineosakese olemust määrab omakorda viis, kuidas see osake seostub väljadega (millistes vastastikmõjudes ta osaleb). Protsesside esitamisel kasutatakse kvantvälja-
Magnetvälja energia ruumtihedus (energia ruumalaühiku kohta) wm= dEm /dV avaldub kujul wm= µ0 µ H 2/2 = B 2/2 µ0 µ. Elektromagnetvõnkumiste käigus muutub laetud kondensaatori elektrivälja energia voolu magnetvälja energiaks juhtmepoolis ja vastupidi. Need muutused on perioodilised, kusjuures sumbumise puudu- 19 misel omavõnkeperiood T = 2 (L C) ning omavõnkesagedus o = 1 / (L C) 1/2. Sumbuvate 1/2 elektromagnetvõnkumiste ringsagedus = (o2 - 2) 1/2 , kus sumbetegur = R / (2L). Välja jõudude mõjuulatus on määratud vastavat mõju vahendavate osakeste keskmise elueaga. Kuna footon ja graviton on stabiilsed (eluiga lõpmatu), siis ulatub elektromagnetilise ja gravitatsioonilise välja mõju välja tekitavast kehast teoreetiliselt kuitahes kaugele. Välja nõrgenemine pöördvõrdeliselt
Kui on suletud vooluring, st. lõigu alg- ja lõpppunktid ühtivad, siis potensiaalide vahe võrdub nulliga. Sellisel juhul on tegemist Ohmi seaduse erijuhuga suletud vooluringi kohta. 21. Kirchhoffi reeglid. sõlmpunkt- kolm või rohkem juhet tuleb ühenduspunkti. et reeglit kasutada, tuleb ise märkida voolu suunad skeemile (punased nooled) Kirchhoffi esimene reegel ehk sõlme reegel: Ükskõik, millisesse sõlmpunkti sumbuvate voolude voolutugevuste summa on võrdne sealt väljuvate voolutugevuste summaga. Esimene reegel põhineb laengu jäävuse seadusel. nt. I1+I3=I2 Teine reegel: Kinnises kontuuris võrdub elektromootorjõudude algebraline summa pingelangude algebralise summaga. ehk: Kinnise kontuuri elektromotoorjõudude summa on võrdne kontuuri iga takistuse ja seda läbiva voolutugevuse korrutise summaga. 22. Voolu töö ja võimsus. Voolu töö näitab, kui palju tehakse mingis ajavahemikus tööd
erinev resultantjõud, mis on suunatud tasakaaluasendi poole. Ükskõikne tasakaal-süsteemile mõjuv resultantjõud on igas asendis null. Võnkumist iseloomustavad-hälve(süs või keha kaugus tasakaaluasendist),amplituut(süs maksimaalne hälve),sagedus(ajaühikus sooritatud võngete arv),periood(ühe täisvõnke sooritamiseks kulunud aeg),ringsagedus(sagedus korda 2). Sumbuvvõnkumine-laine pikkus muutb järjest väiksemaks, ehk sumbub, ning seda mõjutab jõud. Sumbuvate võnkumiste korral kahaneb amplituud ajas seaduse A = A0 e - ß t järgi, sest võnkumiste energia hajub (muutub soojuseks). Ringsagedus avaldub kujul = ( 02 - ß 2) 1/2, kus suurust ß nimetatakse sumbeteguriks. Ta näitab naturaallogaritmilises skaalas, mitu korda kahaneb võnkumiste amplituud ajaühikus. Seega ß = [ln (A0 /A)] / t . Sumbeteguri SI- ühikuks on pöördsekund ( 1 s-1). Võnkumise faasiks nimetatakse siinuse või koosinuse argumenti võnkumist kirjeldavas võrrandis:
1. RAHVUSVAHELINE MÕÕTÜHIKUTE SÜSTEEM SI. PÕHIÜHIKUD, ABIÜHIKUD JA TULETATUD ÜHIKUD SI-süsteem kasutab 7 füüsikalist suurust põhisuurustena ning nende suuruste ühikuid nimetatakse põhiühikuteks. Ülejäänud füüsikaliste suuruste mõõtühikud SI-süsteemis on tuletatud ühikud, need on määratud põhiühikute astmete korrutiste kaudu. Põhiühikud: m, kg, s, A, K, mol, cd. Abiühikud: rad, sr (steradiaan). Tuletatud ühikud: N, Pa, J, Hz, W, C 2. KLASSIKALISE FÜÜSIKA KEHTIVUSPIIRKOND. MEHAANIKA PÕHIÜLESANNE. TAUSTSÜSTEEM Seda makromaailma kirjeldavat füüsikat, mille aluseks said Newtoni sõnastatud mehaanikaseadused, nimetatakse klassikaliseks füüsikaks. Mehaanika põhiülesandeks on leida keha asukoht mistahes ajahetkel. Taustsüsteem on mingi kehaga (taustkehaga) seotud ruumiliste ja ajaliste koordinaatide süsteem. Taustkeha, koordinaatsüsteem ja ajamõõtmisvahend (kell) moodus...
Kui a1 < 2, on süsteem võnkeline, kui 2 a1 < 4, siis on süsteem aperioodiline; kui a1 4, on süsteemi siirdetunnusjoon aperioodiline (pidevjoon joonisel 4.2). Soovitud ülekandefunktsiooniga juhtimissüsteem, mida kirjeldab kolmanda astme tunnusvõrrand W1(s ) = a1a2T3s 3 + a1a2T2s 2 + a2Ts + 1 on stabiilne a1 > 0 ja a2 > 1 vastavalt Hurwitz'i kriteeriumile. Sumbuvate võnkumistega ja võnkeliste süsteemide vahelist piiri kirjeldatakse Vyshnegradsky võrrandiga 150 z* z Wr (s ) Wo (s ) Wz (s ) a.
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
