Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Võnkumised ja lained ". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
võnkumine, amplituud, ultraheli, infraheli�nkumised, pikilaine, helitugevus, interferents, mehaaniline, ringsagedus, resonants, ristlaine, helilaine, tajub, surmav, helikõrgus, kuuleb, peegeldumine, murdumine, difraktsioon, kiik, merelaine, mehaanika, kursus, helisid, vabavõnkumine, sundvõnkumised, kojamehed, ajavahemik, sooritatakse, täisvõngeVõnkumine Võnkumine perioodiline, edasi-tagasi liikumine teatud tasakaaluasendist Liigid: 1) Vabavõnkumine süsteemi sisejõu mõjul toimuv võnkumine nt: niidi otsa riputatud kivi 2) Sundvõnkumine võnkumine mingi välise perioodilise jõu mõjul nt: pintsli liikumine värvimisel Vabavõnkumine on sumbuv ja toimub tingimustel: 1) Süsteemil on püsiv tasakaaluolek 2) Süsteem omab inertsust 3) Süsteem peab saama võnkumise käivitamiseks välise tõuke Võnkumist iseloomustavad suurused: 1) Võnkeperiood ühe täisvõnke sooritamiseks kuluv aeg T võnkeperiood (s) t- koguaeg (s) N- võngete arv t T= N
Võnkumine- nimetatakse perioodilist edasi-tagasi liikumist teatud tasakaaluasendist kord ühele, kord teisele poole. Mitmest vastastikmõjus olevast kehast koosnevat süsteemi, milles võib tekkida võnkumine, nimetatakse võnkesüsteemiks. Vabavõnkumine nimetatakse süsteemi sisejõudude mõjul toimuvat võnkumist. 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
Võimsus kirjeldab ajaühikus tehtud tööd. Ühik: W Võnkumised Võnkumine on mingi suuruse perioodiline muutumine tasakaalulise või keskmise väärtuse ümbruses. Nt. vedrupendel, niitpendel Võnkumise toimumine: Võnkumisvõimeline süsteem. Nt. vedru, raskus, kinnituskonstruktsioon. Vajalik anda esialgne energia. Energia korduv muutumine - potentsiaalne ja kineetiline energia. Võnkumiste liigid: Vaba- ehk omavõnkumine – süsteemi sisejõudude mõjul toimuv võnkumine (nt niitpendel). Sisejõud on gravitatsiooni jõud ja niidi tõmbejõud. Sundvõnkumine – välise perioodilise jõu mõjul (nt õmblusmasina nõel) Sumbuvad – võnkumiste ulatus väheneb. 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
Võnkumised ja lained 1. Võnkumine •Võnkumine – perioodiline edasi-tagasi liikumine teatud tasakaaluasendist kord ühele, kord teisele 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.
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
Vibratsioon on väikese amplituudiga mehaaniline võnkumine. · Vibratsioon - tahke keha mehaaniline võnkumine · Üldvibratsioon mehaaniline võnkumine, mis kandub seisvale, istuvale või lamavale inimesele üle toetuspindade kaudu · Püsiv vibratsioon vibratsioon, mille kontrollitava parameetri väärtus mõõtmise perioodi vältel ei muutu enam kui 2 korda ehk 6 dB · 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
V:Rõhk näitab, kui suur rõhumisjõud mõjub ühikulisele pindalale. 12. Impulsi jäävuse seadus V: Väliste mõjude puudumisel on süsteemi koguimpulss sinna kuuluvate kehade igasugusel vastastikmõjul jääv e. muutumatu. 13. Kirjelda reaktiivliikumist. V: Reaktiivliikumise tekitab kehast eemale paiskuv keha. 14. Kineetiline ja potentsiaalne energia V: Kineetliline e. liikuva keha energia (Ek=mv2/2) ja potentsiaalne e. paigal seisva keha energia (Ep=mgh). 15. Mehaaniline koguenergia V: Kineetilise energia ja potentsiaalse energia summa. 16. Energia jäävuse seadus V: Suletud süsteemi koguenergia on muutumatu e. jääv. 17. Töö ja võimusus. V: Mehaanilist tööd tehakse siis, kui kehale mõjub jõud ja selle jõu mõjul keha liigub (A=Fs cos). Võimsus näitab töö tegemise kiirust e. kui palju tööd tehakse ajaühikus. 18. Mille poolest erinevad tiirlemine ja pöörlemine
Energeetikas: 1kW ehk 1000 W * 3600 s = 3.6*106 J Võnkumised: Võnkumiseks nimetatakse mingi suuruse perioodilist muutumist tasakaalulise või keskmise väärtuse ümbruses. Võnkuva süsteemi osad: Võnkumisvõimeline süsteem. Nt. vedru, raskus, kinnituskonstruktsioon Vajalik anda esialgne energia Energia korduv muutumine: potentsiaalne ja kineetiline energia Võnkumiste liigid: Vaba- ehk omavõnkumine – süsteemi sisejõudude mõjul toimuv võnkumine (nt. niitpendel) sisejõud on gravitatsiooni jõud ja niidi tõmbejõud 3 tingimust: o Tasakaaluasendi olemasolu o Inertsi olemasolu o Esialgse energia andmine süsteemile Sundvõnkumine – välise perioodilise jõu mõjul (nt õmblusmasina nõel) Sumbuvad – võnkumiste ulatus väheneb. Kõik looduslikud isevõnkumised Mittesumbuvad – võnkumise ulatus ei muutu
Lainepikkus meeter m Laine levimise kiirus v meetrit/sekundis m/s Võnkumine-keha perioodiline edasi-tagasi liikumine tasakaaluasendist kord ühele, kord teisele poole. Vabavõnkumine-toimub süsteem sisejõudude mõjul-tekkimiseks peab olema püsiv tasakaaluasend ja väline tõuge. sundvõnkumine - perioodiliselt muutuva välisjõu mõjul toimuv võnkumine, mille sagedus võrdub välisjõu sagedusega Võnkeperiood on aeg, mille jooksul sooritatakse üks täisvõnge (T). Võnkesagedus on ajaühikus sooritatud võngete aeg (f). Periood T ja sagedus f on pöördväärtused: T=1/f ehk f=1/T. Ring- e nurksagedus on võrdne täisvõngete arvuga 2 sekundi jooksul (). Kehtib seos = 2f. Hälve on võnkuva keha kaugus tasakaaluasendist (x). Võnkeamplituut-suurim kaugus tasakaaluasendist e. max hälve.
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
Töö tegijaks on kõik kehad. Kui keha ei oma tähtsust, siis töö tegijaks on F. Et tõsta massi m kõrgusele h, tuleb rakendada selle raskusjõuga võrdne jõud F(algul veidi suurem, lõpul väiksem). Seega A=Fh=|Frh|=mgh Võimsus nim. ajaühikus tööd. N= A/t, ühik 1W=1J/1s, 100W=100J/1s. Kuna A=Fs, siis N=Fv seega võimsus on kiiruse ja jõu korrutis. Vanad võimsuse ühikud: 1hj (hobujõud Ida- Euroopas =735W); 1HP(Anglo-Ameerika hobujõud=745W). Mehaaniline energia tähendab maksimaalset tööd, mida keha antud tingimustes võib teha (kuid pole veel teinud). Tähis E, ühik 1J. Liigid: 1)kineetiline energia, omavad kõik liikuvad kehad 2)potentsiaalne energia, seda omavad ülestõstetud kehad, deformeerunud kehad (kokku surutud õhk, pingule tõmmatud vedru) ja kõik teised kehad, mis võivad teha tööd mingi muu vastasmõju tõttu. Energia jäävuse seadus mehaanikas: Energia ei teki ega kao, vaid muundub ühest liigist
Absoluutselt plastsel (mitteelastsel) põrkel kehad deformeeruvad, ühinevad ning liiguvad koos edasi. Plastsel põrkel muutub osa kehade kineetilisest energiast põrkel tekkiva jääva deformatsiooni tõttu teisteks energialiikideks, peamiselt soojusenergiaks. Absoluutselt elastsel põrkel säilib nii süsteemi impulss kui ka kineetiline energia. Pärast põrget taastuvad täielikult põrke vältel deformeeritud kehade kujud. On selline põrge, mille tulemusena soojust ei eraldu.Q=0 Mehaaniline töö ja mehaanika kuldne reegel Füüsikaline suurus, mis kirjeldab keha või kehade liikumiseks rakendatavat jõudu. A=F*s. Töö mõõtühik J (dzaul). KULDNE REEGEL- : nii mitu korda, kui võidetakse jõus, kaotatakse läbitud tee pikkuses. Võimsus A Võimsus tähisega P väljendab võimsus töö tegemise kiirust ühik W (watt) P=
•• 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
Potentsiaalne energia on süsteemi energia, mis on tingitud keha asendist ja mõjust süsteemi teiste kehade suhtes ja kõigi süsteemis olevatele kehadele vastastikku mõjuvatestjõududest välises jõuväljas o Mehaanilise energia jäävuse seadus (+ valem) Mehaanilise energia jäävuse seadus on jäävusseadus mille kohaselt isoleeritud süsteemis, mille kehade vahel mõjuvad ainult konservatiivsed jõud, on süsteemi mehaaniline koguenergia muutumatu 6) Pöördliikumise kinemaatika o PöörleminePöörlemine ehk pöördliikumine on keha ainepunktide ringliikumine ümber kehaga seotud kahe ainepunkti Nurkkiirus, joonkiirus, nende vaheline seos (+ valem, mõõtühik ja joonis) Nurkkiirus on füüsikaline suurus, mis näitab raadiuse pöördenurka ajaühiku kohta. Joonkiirus on füüsikaline suurus, mis näitab läbitud kaarepikkust ajaühiku kohta.Joonkiiruse ja nurkkiiruse
Joonkiirus ringliikumisel = ringjoone pikkus : periood. v = 2 r / T. Seega v = r . Joonkiirus on suunatud piki ringjoone puutujat. JOONKIIRUS ON VÕRDELINE NURKKIIRUSEGA. Faas näitab, millises seisundis võnkuv keha parajasti on. Faasi mõõtmine nurga kaudu põhineb sarnasusel võnkumise ja ringliikumise (pöörlemise) vahel. Faas muutub ajas lineaarselt, niisamuti nagu pöördenurk ühtlasel ringliikumisel. Faasi muutumise kiirust nimetatakse ringsageduseks. Ringsagedus on identne nurkkiirusega ringliikumisel, mille periood ühtib uuritavate võnkumiste perioodiga. Suurust liikumisseaduse üldkujus x = A cos( t + ) nimetatakse algfaasiks (faasiks hetkel t = 0). Suurust t nimetatakse faasiks. Faasi SIühikuks on radiaan. Impulsimomendiks nim tema impulsi ja trajektoori kõverusraadiuse korrutist. Kui kehale jõumomenti ei mõju, st võrduse parem pool on null, peab nulliga võrduma ka vasak pool ja impulsimomendi muutus on samuti null
kõveruskeskpunkti ühendav raadius nurkkiirus-võrdne ajaühikus sooritatava pöördenurgaga, joonkiirus-kirjeldab igasugust liikumist, kesktõmbekiirendus-suunamuutusest tingitud kiirendus, mis on suunatud alati keha trajektoori kõveruskeskpunkti poole ja on seega kiirusvektoriga risti, võnkumine-keha liigub edasi-tagasi ühte trajektoori mööda, vabavõnkumine-süsteemi sisejõudude mõjul toimuv võnkumine, sundvõnkumine-võnkumine toimub mingi välise jõu mõjul, resonants-nähtus, kus välise mõju sageduse kokkulangevusel süsteemi vabavõnkumise sagedusega suureneb võnkeamplituud märgatavalt, tasakaaluasend-potensiaalne energia on minimaalne, amplituudasend-pendli asend, kus koormis pöördub tagasi, hälve-keha kaugus tasakaaluasendist, amplituud-suurim hälve, sagedus-ajaühikus tehtavate (täisringide) arv, periood-(täisringi) sooritamise aeg,
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
1. Too näiteid korduvatest liikumistest. 1. merelained loksuvad, puuoksad kõguvad tuules, linnud lehvitavad tiibu. *2. Mida nim. võnkumiseks ? too näide. Millal tekib ? 2. ühte osa perioodiliselt korduvatest liikumistest nim. võnkumiseks. mootorkolvi üles-alla liikumine. Tekib võrdsete ajavahemike tagant, sama teed mööda läheb tagasi keha. *3. Mille poolest erinevad vabavõnkumine ja sundvõnkumine? näide. 3. vabavõnkumine - Kui võnkumine toimub süsteemisiseste jõudude mõjul - niidi otsa riputatud kivi, miski annab talle tõuke. sundvõnkumine - Kui võnkumine toimub mingi välise perioodilise jõu mõjul - õmblusmasina nõel, kui mootor vänta ringi ajab. 4. Selgita mõistet sumbuv võnkumine. Miks on looduses esinevad võnkumised sumbuvad? 4.Sumbuv võnkumine- kui süsteemi energiavaru lõppemisel lakkab võnkumine. Sest looduses on hõõrdumine. 5. Millised füüsikalised suurused võnkumist iseloomustavad ? 5
1. Kinemaatika põhimõisteid (punktmass, taustsüsteem, keha asukoht, nihkevektor). ● põhiülesanne on leida keha asukoht mistahes ajahetkel. ● Mehaaniline lliikumine on keha asendi muutumine teiste kehade suhtes ruumis aja jooksul. ● Keha asukohta määramiseks on vajalik taustsüsteem( taustkeha ja koordinaatteljed) ● Aeg on skalaarne suurus, pidev, ei sõltu keha liikumsest. ● punktmass- füüsikalise keha mudel, mille puhul keha mass loetakse koondatuks ühte ruumipunkti. ● taustsüsteem- mingi taustkehaga seotud ruumiliste ja ajaliste koordinaatide süsteem.
Füüsika kordamisküsimused eksamiks. 1. Mehaaniline liikumine – keha asukoha muutumine ruumis mingi aja jooksul. 2. Ühtlane sirgjooneline liikumine – liikumine, mille korral keha teeb mistahes võrdsetes ajavahemikes võrdsed nihked. 3. Ühtlaselt muutuv sirgjooneline liikumine – liikumine, mille korral keha kiirus muutub võrdsetes ajavahemikes võrdsete suuruste võrra. 4. Nihe – keha algasukohast lõppasukohta suunatud sirglõik. 5. Kiirus – nihke ja selleks kulunud aja suhe. 6
Füüsika kordamisküsimused eksamiks. 1. Mehaaniline liikumine keha asukoha muutumine ruumis mingi aja jooksul. 2. Ühtlane sirgjooneline liikumine liikumine, mille korral keha teeb mistahes võrdsetes ajavahemikes võrdsed nihked. 3. Ühtlaselt muutuv sirgjooneline liikumine liikumine, mille korral keha kiirus muutub võrdsetes ajavahemikes võrdsete suuruste võrra. 4. Nihe keha algasukohast lõppasukohta suunatud sirglõik. 5. Kiirus nihke ja selleks kulunud aja suhe. 6
Peab tekkima jõud, mis viib keha jälle tasakaalu asendipeale tagasi suunav jõud. Tagasi suunav jõud peab olema suurem kui keskkonna takistus. Võnk liikumised liigitatakse: a) vaba võnkumised need on võnkumised, mis tooimuvad võnkuvale kehaleesialgselt antud energia arvel, sumbuvad võnkumised on võnkumised, mille kaugused tasakaalu asendist pidevalt vähenevad. Energia väheneb keskkonna takistuse ületamisel ja hõõrde jõudude ületamisel; b) sund võnkumine võnkumine, mille puhul võnkuva keha energiat perioodiliselt suurendatakse. Võnk liikumist iseloomustavad: 1. Periood aeg, mis kulub ühe täis võnke tegemiseks, täis võnge liikumine ühest äärmisest punktist teise ja tagasi. T (s). 2. Pool võnge ühest äärmisest asendist teise liikumine. 3. Sagedus on võngete arv ajaühikus (Hz). Sagedus 1 Hz on nii suur kui tehakse ühs täisvõnge ühe sekundi jooksul. 4. Hälve on maksimaalne kaugus tasakaalu asendist.
koguimpulsssinna kuuluvate kehade igasugusel vastastikmõjul jääv. △(p1+p2)=0 →△(m1v1+m2v2)=0 . Enne väljaastumist on paat koos inimesega paigal ja nende koguimpulss null. Astumisel hakkab inimene kalda poole liikuma ja omab teatud impulssi. Et koguimpulss ei muutu ja jääb nulliks, saab paat vastassuunalise impulsi ning eemaldub kaldast. o Absoluutselt plastiline ja elastne põrge (+ valemid / kehtivad jäävuse seadused ja joonised) 5) Mehaaniline töö (+ “mehaanika kuldne reegel”) – nii mitu korda korda kui võidetakse jõus, kaotatakse nihkes A=Fs=const o Võimsus (+ valem ja mõõtühik) o Konservatiivsed, dissipatiivsed jõud ja tsentraalne jõuväli (+ joonis) o Kineetiline ja potentsiaalne energia (+ valemid ja mõõtühikud) o Mehaanilise energia jäävuse seadus (+ valem) 6) Pöördliikumise kinemaatika o Pöörlemine-korral liiguvad keha erinevad punktid mööda erineva raadiusega
• Too näiteid elastsusjõu kasutamisest. • Millisel põrkel, kas elastsel või plastsel, mõjutab pall põrandat tugevamalt? • Millise suurusega elastsusjõud tekib vedrus jäikusega 20 N/m, kui see suruda kokku 4 cm võrra? • Kummipael pikeneb 100 g massiga koormuse otsariputamisel 15 cm võrra. Kui suur on paela jäikus? • Kui vedru venitada jõuga 10 N, siis pikeneb see 5 cm. Kui suur on sama vedru pikenemine venitamisel jõuga 15 N? Töö ja energia, Mehaaniline töö • Tööks nimetatakse keha või kehade süsteemi mehaanilise oleku muutmise protsessi kirjeldavat suurust. • Kuna oleku muutust põhjustab vastastikmõju, siis sõltub ka tehtava töö hulk vastastikmõju tugevusest ehk kehale mõjuvast jõust. Seejuures läheb arvesse vaid jõu liikumise sihiline komponent. Veel oleneb tehtav töö läbitud teepikkusest s. Kui töö tähiseks võtta A (sks arbeit 'töö'), saame ülaltoodut arvestades töö definitsioonivalemiks
liigub kiirendusega, mis on võrdeline kehale mõjuva jõuga ja pöördvõrdeline keha masiga. Kui kehale mõjub rohkem kui üks jõud, siis leitakse resultantjõud. ⃗f ⃗a = m 3 3. Newtoni kolmas seadus Newtoni kolmas seadus väidab, et kaks keha mõjutavad teineteist jõududega, mis on absoluutväärtuselt võrdsed ja vastassuunalised. f 12 =−f 21 6. MEHAANILINE TÖÖ (+ “MEHAANIKA KULDNE REEGEL”) Mehaaniline töö (tähis: A või W) on füüsikaline suurus, mis kirjeldab olukorra muutmisel tehtavat pingutust ning võrdub jõu ja jõu mõjul liikunud keha nihkevektoriskalaarkorrutisega. Mehaanika kuldreegel: nii mitu korda, kui lihtmehhanismi kasutamisel võidetakse jõus, kaotatakse läbitud tee pikkuses. 1. Võimsus (+ valem ja mõõtühik) Võimsus on füüsikaline suurus, mis näitab, kui palju tööd teeb jõud ajaühiku jooksul, seega
ja potentsiaalsest energiast E võrdub Ek+Ep Töö ja võimsus Töö Iseloomustab kehade vastastikmõju. Selle arvväärtus näitab vastastikmõju tugevust, omab ka suunda. Jõu ühik on N (njuuton) Võimusus - Kirjeldab ajaühikus tehtud tööd VÕNKUMISED Võnkumine - Mingi suuruse perioodiline muutumine tasakaalulise või keskmise väärtuse ümbruses Võnkumiste liigid: vabavõnkumine, sundvõnkumine, sumbuvad, mittesumbuvad Võnkumist kirjeldavad suurused: amplituud, hälve, periood, sagedus Resonants - Keha võnkumise amplituudi kasv välise jõu mõjul. (vajalik, et saaks raadiot kuulata, erinevad sagedused jne) Vibratsioon - Väikese amplituudiga kiire mehhaaniline võnkumine, värisemine ( ehitustööriistad) Lained - Pikilained - Ristilained Laineid iseloomustavad suurused: hälve, amplituud, periood, sagedus, ringsagedus, laine kõrgus, lainepikkus Lained on olulised: päike soojendab maapinda, veelained muudavad kallast
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) moodustavad taustsüsteemi. 3. KULGLIIKUMINE JA PÖÖRLEMINE Kulgliikumine ehk translatoorne liikumine on jäiga keha mehaaniline liikumine, mille korral keha kõikide punktide trajektoorid on igal hetkel samasihilised ja tervikuna ühesuguse kujuga. Üldjuhul on kulgliikumine täielikult kirjeldatud, kui keha on antud kohavektori sõltuvus ajast. Erijuhud: ühtlane sirgjooneline liikumine, ühtlane ringliikumine, ühtlaselt kiirenev sirgjooneline liikumine. Pöörlemine on liikumine, mille puhul kaks kehaga seotud punkti ning neid punkte läbiv sirge on liikumatud
kõveruskeskpunkti poole, kiirusvektoriga risti Jõu õlg- jõu mõjusirge kaugus pöörlemisteljest Jõu moment- suurus mingi telje suhtes, miks iseloomustab võimet pöörata keha ümber selle telje Impulsimoment- ehk punktmassi pöörlemishulk, impulsi ja trajektoori kõverusraadiuse korrutis Impulsimomendi jäävuse seadus- kui kehale mõjuvate väliste jõudude momentide algebraline summa on null, siis keha impulsimoment L on jääv. L=Iw=const Vabavõnkumine- võnkumine, mis tekib süsteemis pärast tasakaalust välja viimist (nt kuulike) Sundvõnkumine- perioodiliselt muutuvate välisjõudude mõjul toimuv võnkumine Harmooniline võnkumine- siinuseliselt või koosinuseliselt toimuv füüsikalise suuruse perioodiline muutumine ajas. X=x0sinwt Periood- minimaalne ajavahemik, mille järel keha liikumine täielikult kordub Sagedus- võngete arv ajaühikus, ühik 1 Hz Ringsagedus- võngete arv 2pi sekundi jooksul, ühik rad/s. W=2pif
Nullvektor Vektorit O = (0; 0) nimetatakse nullvektoriks o nullvektori pikkus on võrdne nulliga o nullvektori alguspunkt ja lõpp-punkt ühtivad o nullvektori siht ja suund ei ole määratud Vektorite liitmine Vektorite summa koordinaadid saame, kui liidame nende vektorite vastavad koordinaadid 2. KINEMAATIKA Kinemaatika põhiülesanne on leida keha asukoht mistahes ajahetkel. Mehaaniline liikumine on keha asendi muutumine teiste kehade suhtes ruumis aja jooksul. Keha asukoha määramiseks on vajalik taustsüsteem (taustkeha ja koordinaatteljed) Aeg on skalaarne suurus, pidev, ei sõltu keha liikumisest Ringliikumine on kõverjoonelise liikumise alaliik. Ta on alati kiirendusega liikumine Kinemaatika põhisuurused on kiirus ja kiirendus Punktmass – nt: auto parklas, mitte mootor ja rool eraldi Liikumisseadus
seisundist, toidust, alkoholist jne. Mõõtvate isikute kuulmisteravus, müra ruumis, vale asend südame suhtes, kiirustamine jne. 8. Mehhaanilised võnkumised ja lained, akustika. · Üldist võnkumistest, harmoonilised võnkumised. o Võnkumisteks nimetatakse mingi suuruse perioodilist muutumist tasakaalulise või keskmise väärtuse ümbruses. o Mittesumbuv võnkumine kui võnkumise ulatus protsessi käigus ei muutu, nimetatakse võnkumist mittesumbuvaks. o Omavõnkumised e vabad võnkumised. Välismõju on ühekordne, süsteem võngub iseseisvalt, idealiseerimata juhul sumbuvalt. o Sundvõnkumised toimuvad muutuva välisjõu toimel nt puuladva võnkumine tuule mõjul. o Ise- ehk autovõnkumised võnkuv süsteem reguleerib ise sobivalt välismõju
selle telje. Tähis: M Impulsimoment- Punktmassi impulsi ja trajektoori kõverusraadiuse korrutis. Impulsimomendi jäävuse seadus- Suletud süsteemis on impulsimoment jääv. M=0 pr=L=const Võnkumine- Liikumine kordub võrdsete ajavahemike tagant. Liikumine toimub edasi- tagasi sama trajektoori mööda. Vabavõnkumine- Võnkumised, mis tekivad süsteemis pärast selle tasakaaluolekust välja viimist sisejõudude toimel. Sundvõnkumine- Võnkumine, mis toimub mingi välise perioodilise jõu mõjul. Hälve- Keha kaugus tasakaaluasendist. Võnkeamplituud- Suurim kaugus tasakaaluasendist. Harmooniline võnkumine- Võnkumine, mida saab kirjeldada siinusfunktsiooni abil. Resonants- Võnkeamplituudi järsk kasvamine perioodilise välismõju sageduse kokkulangemisel süsteemi vabavõnkumise sagedusega. Laine- Võnkumise edasikandumine ruumis. Laines toimub energia edasikandumine, kuid ei toimu võnkuva keskkonna edasikandumist.
8. LAINED 8.1 Rist- ja pikilained Laineks nimetatakse võnkumise edasikandumist ruumis. Kui elastses keskkonnas mõned osakesed viia tasakaalust välja, hakkavad nad võnkuma. Tekkiva sumbuvvõnkumise käigus muundub osa võnkumisenergiat soojuseks, osa kandub üle naaberosakestele, mis hakkavad samuti võnkuma. Selliselt levib võnkumine keskkonnas osakeselt naaberosakesele. NB! Laine käigus ei kandu edasi mitte keskkond, s.t. molekulid ise, vaid ainult võnkumine! Ristlainetuseks nimetatakse sellist lainetust, mille käigus keskkonnaosakesed võnguvad laine levimissuunaga risti, näiteks lained veepinnal. A z v x -A
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
annaabi.ee 
