ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ.

Παρουσίαση με θέμα: "ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

2 Τι κοινό έχουν οι παρακάτω κινήσεις;
Η κίνηση της κούνιας Η κίνηση της Γης γύρω από τον ήλιο Η κίνηση των δεικτών του ρολογιού Η κίνηση του εκκρεμούς

3 Επαναλαμβάνονται κατά τον ίδιο τρόπο σε ίσα χρονικά διαστήματα
Επαναλαμβάνονται κατά τον ίδιο τρόπο σε ίσα χρονικά διαστήματα. Οι κινήσεις αυτές ονομάζονται περιοδικές

4 Από τις προηγούμενες κινήσεις σε τι διαφέρουν η κίνηση της κούνιας και η κίνηση του εκκρεμούς από τις άλλες δύο;

5 Εκτελούνται ανάμεσα σε δύο ακραία σημεία
Εκτελούνται ανάμεσα σε δύο ακραία σημεία. Οι περιοδικές αυτές κινήσεις ονομάζονται ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ .

6 Επομένως: ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ είναι η περιοδική κίνηση που γίνεται ανάμεσα σε δύο ακραία σημεία.

7 Στην ταλάντωση, το σώμα κινείται γύρω από μια θέση, που την ονομάζουμε θέση ισορροπίας. Στη θέση ισορροπίας η συνισταμένη όλων των δυνάμεων που ασκούνται στο σώμα είναι ίση με το μηδέν (Fολ=0).

8 Πότε ένα ελατήριο θεωρείται ιδανικό;
Ένα ελατήριο θεωρείται ιδανικό, όταν: Η μάζα του είναι αμελητέα. Για τη δύναμη που ασκεί ισχύει ο νόμος του Hooke ( Fελ=Κ χ, όπου χ η συμπίεση ή η επιμήκυνση του ελατηρίου και Κ μια σταθερά που μας δείχνει πόσο σκληρό είναι το ελατήριο).

9 Ας θυμηθούμε… Όταν το ελατήριο βρίσκεται στο φυσικό του μήκος, δεν ασκεί δύναμη στο σώμα που είναι δεμένο σ’ αυτό (Fελ=0). Όταν το ελατήριο έχει επιμηκυνθεί, η δύναμη από το ελατήριο έχει φορά προς το ελατήριο. Όταν το ελατήριο έχει συμπιεστεί, η δύναμη από το ελατήριο έχει φορά προς το σώμα.

10 Για την ταλάντωση του συστήματος ελατήριο-μάζα της διπλανής εικόνας, στη θέση ισορροπίας το ελατήριο έχει το φυσικό του μήκος (Fελ=0).Το βέλος παριστάνει τη δύναμη του ελατηρίου.

11 Όταν το ελατήριο είναι οριζόντιο, η δύναμη του ελατηρίου είναι η μόνη δύναμη που ασκείται στο σώμα στην οριζόντια διεύθυνση. Η δύναμη αυτή, τείνει να επαναφέρει το σώμα στη θέση ισορροπίας και γι’ αυτό λέγεται δύναμη επαναφοράς. Η απόσταση του σώματος από τη θέση ισορροπίας ονομάζεται απομάκρυνση (χ).

12 Σύμφωνα με το νόμο του Hooke, η δύναμη από το ελατήριο είναι ανάλογη με την επιμήκυνση ή τη συμπίεση του ελατηρίου. Στην περίπτωση που το ελατήριο είναι οριζόντιο, η επιμήκυνση ή η συμπίεση του ελατηρίου είναι και η απομάκρυνση. Επομένως, η δύναμη επαναφοράς είναι ανάλογη με την απομάκρυνση. Η ταλάντωση αυτή ονομάζεται απλή αρμονική ταλάντωση.

13 Ποια είναι τα φυσικά μεγέθη που χαρακτηρίζουν μια ταλάντωση;
Η περίοδος (Τ) : είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να γίνει μια πλήρης ταλάντωση (από μια θέση πίσω σ’ αυτή). Στο SI μετριέται σε δευτερόλεπτα (s). To σφαιρίδιο ενός εκκρεμούς εκτελεί 2 ταλαντώσεις σε 4s.Ποια είναι η περίοδος της ταλάντωσης; Είναι 2s.

14 Η συχνότητα (f): είναι ο αριθμός των ταλαντώσεων (Ν) που εκτελεί το σώμα σε χρονικό διάστημα Δt προς το χρονικό διάστημα αυτό f=N/ Δt Mονάδα συχνότητας στο SI είναι το 1Hertz (Hz). Το εκκρεμές έκανε 2 ταλαντώσεις σε 4s.Βρείτε τώρα τη συχνότητα της ταλάντωσης. Είναι 0.5 Hz.Τι παρατηρείτε; Τα μεγέθη περίοδος και συχνότητα είναι αντίστροφα: Τ=1/f ή f=1/T

15 Η μονάδα μέτρησης της συχνότητας πήρε το όνομά της από το Γερμανό φυσικό Heinrich Hertz ( ) που ανακάλυψε τα ραδιοκύματα, ανοίγοντας έτσι το δρόμο για τη δημιουργία του ραδιοφώνου, της τηλεόρασης και του ραντάρ.

16 Το πλάτος (χο) :είναι η μέγιστη απόσταση του σώματος από τη θέση ισορροπίας (μέγιστη απομάκρυνση).

17 Ταλάντωση και ενέργεια
Στις ακραίες θέσεις, η ταχύτητα του σώματος είναι ίση με το μηδέν, ενώ παίρνει τη μεγαλύτερη τιμή της όταν το σώμα περνά από τη θέση ισορροπίας. Έτσι, στις ακραίες θέσεις η κινητική του ενέργεια (K) είναι μηδέν ενώ στη θέση ισορροπίας έχει μέγιστη κινητική ενέργεια.

18 Αντίθετα, η δυναμική του ενέργεια (U) είναι μέγιστη στις ακραίες θέσεις και μηδέν στη θέση ισορροπίας. Κατά τη διάρκεια της ταλάντωσης, η δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική και αντίστροφα. Η ολική (μηχανική )ενέργεια (E) της ταλάντωσης διατηρείται σταθερή E=U+K=σταθερή Στην πραγματικότητα, εξαιτίας της τριβής ή της αντίστασης του αέρα, η μηχανική ενέργεια μετατρέπεται σταδιακά σε θερμότητα, το πλάτος συνεχώς μειώνεται και η ταλάντωση σταματά.

19 Θέση 1:ακραία θέση Κ=0, U=μέγιστη, Ε=U

20 ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΟ ΕΛΑΤΗΡΙΟ-ΜΑΖΑ