Принцип Гюйгенса

 

 Принцип Гюйгенса

Християн Гюйгенс

Закони поширення хвиль легко зрозуміти скориставшись принципом Гюйгенса. (Християн Гюйгенс ( 14 квітня 1629 — 8 липня 1695) — нідерландський фізик, механік, математик і астроном, винахідник маятникового годинника з анкерним обмежувачем, автор хвильової теорії світла та праць з оптики і теорії імовірності, відкривач кільця Сатурна і його супутника.

Кожна точка поверхні, яку досягнула в даний момент хвиля є точковим джерелом вторинних хвиль. Поверхня, дотична до всіх вторинних хвиль, є хвильовою поверхнею в наступний момент часу. 

Швидкість механічної хвилі

 

 Швидкість хвилі в пружному середовищі

Прочитати, законспектувати та вивчити 

Хвилі на воді від гелікоптера

Нехай відомо, що швидкість поширення механічних хвиль залежить від густини середовища та його пружніх характеристик – коефіцієнта Е (модуля Юнга).

Знайдемо вираз для швидкості хвиль, скориставшись методом розмірностей:

 v = E^a·ρ^b

Розмірність [v] = LT^-1,

розмірність [E] = ML^-1T^-2,

розмірність [ρ] = ML^-3.

Тоді:

[v] = [E^a·ρ^b] → LT^-1 = (ML^-1T^-2)^a·( ML^-3)^b →

0 = a + b

1 = -a – 3b

-1 = -2a.

З останнього рівняння отримаємо: а = ½, а, враховуючи перше, матимемо: 

b = -a = -1/2.

Отже формула для швидкості звуку (чи поздовжньої хвилі) у стержні з металу матиме вигляд

 v = E^1/2ρ^-1/2 = (E/ρ)^1/2.

Подивимось який результат дає точна теорія.

ДКР № 5 (10 клас)

 

Домашня Контрольна Робота №5 (10 клас)

механічні коливання

Задачі розв'язати та здати вчасно до першого уроку у вівторок 8.10.2024 р. в а. 301! 

3.1.15; 3.1.14*; 3.1.13; 3.2.6; 3.2.7 а); 3.2.8;

 3.2.9; 3.2.10; 3.2.14; 3.2.16*; 3.2.28; 3.2.33.

БАЖАЮ УСПІХУ! 

Механічні хвилі (повторення)

 

Механічні хвилі та їх характеристики

Розглянемо пружне середовище, між частинками якого існують сили взаємодії Тіло, яке коливається в пружному середовищі, періодично діє на прилеглі до нього частинки середовища, виводячи їх з положення рівноваги і змушуючи здійснювати вимушені коливання. При цьому середовище поблизу тіла деформується і в ньому виникають пружні сили. Ці сили діють як на прилеглі до тіла частинки, намагаючись повернути їх у положення рівноваги, так і на віддаленіші від тіла частинки, виводячи їх з положення рівноваги. Віддаленіші від тіла області середовища поступово втягуються в коливальний рух.

Процес поширення коливань в суцільному середовищі, яке неперервно розподілене в просторі і має пружні властивості, називається механічним хвильовим процесом, або механічною хвилею.

При поширенні хвилі частинки середовища не рухаються разом з хвилею, а коливаються біля свого положення рівноваги.  

Основна властивість всіх хвиль є перенос енергії без переносу речовини.

Пружними (або механічними) хвилями називаються поширення коливань у пружному середовищі. Механічні (пружні) хвилі бувають поперечні і поздовжні.

Рис. 1 Поперечна механічна хвиля

* * *

Механічні хвилі.

/початок/

     онлайн лекція  25.10.2023 р.  

1. Хвилі в однорідному середовищі. 

2. Плоска, сферична та циліндрична механічні хвилі. 

3. Фазова швидкість хвилі.

 

*** ***

 

Згасаючі коливання.

Вимушені коливання. Резонанс

     онлайн лекція  29.09.2020 р.  

• Згасаючі механічні коливання.
• Вимушені механічні коливання, резонанс.
• Поняття про параметричні коливання.
• Автоколивання.

Автоколивальна система

 

Механічні коливання.  
Автоколивальні системи

Анкерний механізм та храпове колесо

Незгасаючі вимушені коливання можна отримати дією зовнішньої періодичної сили на коливальну систему. Проте існують коливальні системи, котрі самі здатні керувати зовнішнім впливом, забезпечуючи узгодженість дії сили зі своїм періодичним рухом. Така система називається автоколивальною, а здійснені нею незгасаючі коливання – автоколиваннями.

Автоколивання – незгасаючі коливання, спричинені сталим зовнішнім впливом на систему, котра сама регулює її частоту.

ДКР № 4 (10 клас)

Домашня Контрольна Робота №4 (10 клас)

механічні коливання

Задачі розв'язати та здати вчасно до першого уроку у вівторок 1.10.2024 р. в а. 301! 

3.1.1; 3.1.2; 3.1.3 а); 3.1.7; 3.1.8*; 3.1.12 а);

 3.1.16; 3.1.17; 3.2.1 а); 3.2.2; 3.2.3; 3.2.5.

БАЖАЮ УСПІХУ! 

Маятник Максвелла

 

  Вивчаємо коливання

Маятник Максвелла

Маятник Максвелла

Окрім  відомого маятника Фуко, не меншою популярністю користується інший маятник – Максвелла.

Маятник Максвелла або YO-YO

Опишемо рух цієї коливальної системи. Центр мас маятника опускається з лінійним прискоренням а, яке шукатимемо з другого закону Ньютона, записаного в проекціях на вісь, котра співпадає з напрямком прискорення:

42 хвилини

 

Дві задачі на механічні коливання

          

Розглянемо задачу, котра поєднує закони Ньютона, Землю та механічні коливання.

Задача 1. Визначити час польоту каменя від одного полюса Землі до другого по прямому тунелю, проритому через її центр. Густина Землі постійна, радіус дорівнює 6370 км.

* ** *

 

"Механічні коливання"

Лекція 17.09.2020 р.

Доповнення для учнів 10-х класів (переглянути та запам'ятати все нове)...

1. Маятники: математичний, пружинний, фізичний. 

2. Гармонічні коливання та їх характеристики. 

3. Геометричне представлення гармонічних коливань.

Олімпіада з фізики

 

Інтернет олімпіада з фізики

Заочний тур

Всеукраїнська учнівська Інтернет-олімпіада з фізики у 2024/2025 навчальному році  відбудеться відповідно до Положення про 

Всеукраїнські учнівські Інтернет-олімпіади, 

затвердженого наказом Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України.

Увага!

Завдання олімпіади

Коливальний механічний рух

 

Механічні коливання

повторення

Пружинний маятник

Коливаннями або коливальними рухами називають такі види механічного руху чи зміни стану системи, які періодично повторюються в часі, наприклад, механічні коливання тіла на пружині, коливання маятників, коливання струн, вібрації фундаментів будівель, електромагнітні коливання в коливальному контурі.

За фізичною природою коливання поділяють на: 

механічні та електромагнітні.

За характером коливань - 

на вільні, вимушені та автоколивання.

Хоча коливання досить різноманітні за своєю фізичною природою, але вони мають спільні закономірності й описуються однотипними математичними методами.

Механічні коливання - періодичне зміщення тіла то в один, то в другий бік відносно положення рівноваги.

Механічна система, в якій одне або декілька тіл можуть здійснювати коливальні рухи, називають коливальною системою.

Коливання, які відбуваються лише під дією внутрішніх сил, називають вільними. 

Механіка рідин та газів (ДЗ №1 (10 клас))

Домашнє Завдання №1 (ДЗ №1) 
(якісні та кількісні задачі)

 Увага!!!

ДЗ №1 виконати на вівторок 24.9.2024 р. У ТОНЕНЬКОМУ ЗОШИТІ

та бути готовим до перевірки на лекції.

Пам'ятайте, що перевірятиму лише розгорнуті,
 обгрунтовані математично, розбірливо написані відповіді.

249; 252; 253; 274; 278; 281; 
283; 285; 288; 291; 293; 299. 

Бажаю успіху!

ДКР № 3 (10 клас)

 

Домашня Контрольна Робота №3 (10 клас)

механіка рідин

Задачі розв'язати та здати вчасно до першого уроку у вівторок 24.09.2024 р. в а. 301! 

4.1.8*; 4.1.7; 4.2.11; 4.2.13; 4.2.18*; 4.2.24 а);

 4.3.5; 4.3.7; 4.3.8; 4.3.17*; 4.3.18*; 2.8.26.

БАЖАЮ УСПІХУ! 

Річка Зубра

 Скільки у Львові річок?

(не про фізику на канікулах) 

Однією з причин, чому львівяни страждають від нестачі води є те,

що по території міста Львова, проходить лінія Головного європейського вододілу,

тому річки та потоки в межах міста належать до

басейнів Чорного та Балтійського морів.

Моє улюблене запитання корінним льв’янам: скільки у Львові є річок?

Для багатьох правильна відповідь є просто шокуючою. У нашому чудовому (обділеному богом водою) місті є …дві річки. Практично всі знають про головну річку Львова - Полтву, ліву притоку Західного Бугу. Полтва належить до басейну Балтійського моря. Вона починається як потік в який впадають декілька менших потоків. Оскільки Полтва протікає через історичний центр міста – тому їй приділяють більше уваги.

Проте найцікавішою є друга річка. Це річка Зубра. На відміну від штучної Полтви, Зубра є справжньою природньою рікою. Офіційно – вона не змішується з каналізацією { :) } і здатна під час повеней заливати сусідні села.

цікава фізика

Неймовірний ефект Магнуса

"Політ"  м'яча

Сухий лист - ефект Магнуса

Ефект Магнуса та бейсбол

Доцільно прочитати:

• 1. Сили.
• 2. Атмосферний тиск.
• 3. Вакуумний аеростат.
• 4. Закон Архімеда для газів.
• 5. Рух рідин та газів.

ДКР № 2 (10 клас)

Домашня Контрольна Робота №2 (10 клас)

механіка рідин

Задачі розв'язати та здати вчасно до першого уроку у вівторок 17.09.2024 р. в а. 301! 

4.1.13*; 4.2.12; 4.2.14; 4.2.15*; 4.2.17; 4.2.22;

 4.2.23; 4.2.27; 4.3.6; 4.3.9; 4.3.10*; 4.3.11*.

БАЖАЮ УСПІХУ!