Laisvojo svyravimo energija ir dėsniai

Šioje temoje nagrinėjami mechaniniai svyravimai, jų energija ir slopinimas. Aptariama, kaip svyruojančių sistemų potencinė ir kinetinė energija nuolat keičiasi, o bendra energija išlieka pastovi, jei nėra išorinių jėgų, bei kaip svyravimo periodas priklauso nuo sistemos savybių. Taip pat sužinoma, kaip pasipriešinimo jėgos slopina svyravimus.

Laisvųjų svyravimų energija
Matematinės svyruoklės atveju, potencinė energija (\(E_p = mgh_{max}\)) virsta kinetine (\(E_k = mv_{max}^2/2\)) ir atvirkščiai. Spyruoklinės svyruoklės potencinė energija (\(E_p = kx_{max}^2/2\)) taip pat virsta kinetine. Abiem atvejais pilnutinė mechaninė energija (\(E\)) išlieka pastovi, jei nėra pasipriešinimo: \(E = E_k + E_p = mv_{max}^2/2 = mgh_{max}\) (matematinės svyruoklės atveju) ir \(E = mv_{max}^2/2 = kx_{max}^2/2\) (spyruoklinės svyruoklės atveju).
Slopinamasis svyravimas
Realiose sistemose mechaninis svyravimas slopsta dėl energijos nuostolių, kurie atsiranda dėl sąveikos su aplinka, pavyzdžiui, oro pasipriešinimo. Dalis mechaninės energijos virsta vidine energija, todėl svyravimo amplitudė laikui bėgant mažėja, kol svyravimas visiškai nuslopsta. Toks svyravimas vadinamas slopinamuoju.
Svyravimo periodo dėsniai
Spyruoklinės svyruoklės periodas (\(T = 2\pi\sqrt{(m/k)}\)) priklauso nuo masės (\(m\)) ir spyruoklės standumo koeficiento (\(k\)). Matematinės svyruoklės periodas (\(T = 2\pi\sqrt{(l/g)}\)) priklauso nuo svyruoklės ilgio (\(l\)) ir laisvojo kritimo pagreičio (\(g\)). Šią formulę nustatė Kristianas Heigensas.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com