Механикалық және электромагниттік тербелістер мен толқындар

Маңғыстау облысы, Ақтау қаласы
<<Мектепке дейінгі шағын орталығы және гимназия сыныптары бар №28 жалпы
білім беру орта мектебі>> мемлекеттік мекемесі
Физика пәні мұғалімі: Сарсенова Жадыра Ізтұрғанқызы

Тақырыбы: <<Механикалық және электромагниттік тербелістер мен толқындар>>

11 сыныптар үшін мектеп бағдарламасын меңгеріп қана қоймай, өз білімдерін қорыта білуге үйрету. Ол үшін оқушылардың тек тест тапсырмалары мен жұмыс істей алатын білім жүйесі икемділігін және дағдысын қалыптастыру. Сұрақтарға нақты, жүйелі түрде жазбаша жауап бере білуге және қорытынды жасай білуге үйрету.
ҰБТ тапсырмаларында кейбір тараулар бойынша есептерді шешуде қиындықтар кездеседі. Сондай тарау есептерінің қатарына <<Механикалық және электромагниттік тербелістер мен толқындар>> тарауын атап көрсетуге болады. Осы мақсатта осы тарау бойынша тиісті бірқатар есептердің шешу жолдарын ұсынып отырмын.

* Пружинаға ілінген массасы 2 кг жүктің қозғалыс теңдеуі х=0,1cos2t. Серпімділік күшінің өзгеріс заңдылығы.
Шешуі:
υ=x`
а=υ`
а= 0,1 * 2*2cos2t = 0,4cos2t
F=ma=2кг * 0,4cos2t = - 0,8 cos2t

2. Жүк ілінген серіппенің ұзаруы 4 мм болса,
серіппедегі жүктің тербеліс периоды (g=10м/с2)
Шешуі:
Т =2PImk
F= kx => k = F x = mgx
Т = 2PImxmg = 2PI xg = 2 * 3,14 * 4*10-310 =
=6,28 * 2 *10-2 = 12,56 * 10-2с = 0,13с.

3. Серіппеге ілінген массасы 8 кг жүк периоды Т гармоникалық тербелістер жасайды. Тербелістер периодын Т2 - ге дейін азайту үшін жүктің массасын
Шешуі:
Т1 =2PIm1k
Т2Т1 = 2PIm2k 2PIm1k => Т2Т1 = m1m2
Т2 =2PIm2k
Т24Т2 = m2m1 => 14 = m2m1 => m2 = m14 = 84 = 2кг
Δm = 8 - 2 = 6кг азайту керек.
4. Материялық нүктенің гармоникалық тербелістерінің амплитудасы 2см, толық энергиясы 3*10-7 Дж.Нүктеге әрекет ететін күш 2,25 * 10-5 Н болу үшін, тепе - теңдік күйден ауытқу аралығы
Шешуі:
W = kХm22 => k = 2WХm2 = 2*3*10-74*10-4 = 1,5 * 10-3 Н/м.
F=kx => x=Fk = 2,25*10-51,5*10-3 = 1,5*10-2м = 1,5см.

5. Серіппеге ілінген массасы 3кг жүк, оны 1,5см созады. Егер сол серіппеге 4кг жүк ілінсе, онда оның созылуы.
Шешуі:
F1= kx1 => k= F1х1 F1x1 = F2x2 х2 = m2 х1m1 = 1,5см*43 =2см.
F2= kx2 => k= F2х2 m1gx1 = m2gx1

6. Қозғалмайтын лифтідегі математикалық маятниктің тербеліс периоды 1с. Егер маятник тербелісінің периоды Т1 = 1,1с болса, лифтінің үдеуі.
Шешуі:
Т1= 2PIlg => l = Т2 g4PI2 = 1*1040 = 0,25м.
Т= 2PIlg+а => Т2 = 4PI2lg+а => lg+а = Т24PI2 =>
4PI2l= Т2(g+а).
g+а = 4PI2lТ2=> а = 4PI2lТ2 - g = 40∙0,25м1,21с2 -
-10м/с2 =1,74м/с2

7 .Ұзындығы 60см математикалық маятник, 45см-ге кемітсек, оның тербеліс периоды(g=10м/с2)
Шешуі:
Т1= 2PIl1g
Т2= 2PIl1 -45 g
Т1Т2 = l1l1 -45
Т12Т22 = l1l1 -45 ; Т12(l1 -45) = Т22 ∙ l1;
Т2 = Т12(l1 -45)l1 ;
Т2 = Т1(60-45)60 = Т1 1560 = 12 Т1.
8. Салмақсыз жіпке ілінген дене x=0,3cos2,5t заңы бойынша тербеледі. Жіптің ұзындығы (g=10м/с2)
Шешуі:
х=0,3cos2,5t. х=хm cosωt; ω = 2,5рад/с
ω=2PIν = 2PIТ = 2PI2PIlg =gl ; ω2 =gl;
Т = 2PIlg;
ω2 = gl => l = gω2 = 10м/с26,25с2 = 1,6м = 160см.

9. Ілінген жүк серіппені 1см-ге дейін созады. Серіппелі маятникте тербелістер қоздырсақ, пайда болған тербелістің периоды.
Шешуі:
T=2PImk; F = k∆x=>k=F∆x;
T = 2PIm∆xF=2PIm∆xmg,
T=2∙3,14∙10-2м10 м/с2=6,28 0.1∙10-2с2 =
=1,9∙10-1с≈ 0,2 c;

10. Гармоникалық тербеліс жасайтын массасы 50 г дененің максимал кинетикалық энергиясы 9 мДж, ал тербеліс периоды 3,14 с болса,тербеліс амплитудасы
Шешуі:
T=2PImk; T2=4PI2mk=>k=4PI2mT2;
k=4∙9,8м/с2∙50∙10-3кг9,8с2=0,2Нм;
E=kA22=>A=2Ek;
A=2∙9∙10-3Дж2∙10-1Н/м = 3∙10-1м =0,3 м.