Vlastnosti pružných těles, Kmitavý pohyb
Modelína
Asfalt
Sklo
Máslo
Vymysli co nejvíce pružných těles
Ve skupince vymysli co nejvíce nepružných těles
Když roztahujeme pružiny, musíme působit silou. Pružiny se roztahovat nechtějí a působí silou opačného směru.
Působím-li silou na pružinu, pružina se začne smršťovat neboli deformovat. Proto se síla, která těleso deformuje, nazývá síla deformační.
Pružina nám ale klade odpor. Tento odpor má původ v pružnosti pružiny, proto se takové síle říká síla pružnosti. Síla pružnosti působí opačným směrem.
Když roztahujeme pružiny, musíme působit silou. Pružiny se roztahovat nechtějí a působí silou opačného směru.
Slovo pružné se někdy nahrazuje slovem flexibilní.
výchylka
deformační síla
síla pružnosti
kde je výchylka?
výchylka
kde je výchylka?
Stlačujeme-li nepružné těleso, působí při deformování také síla, která působí proti síle deformační. Nejedná se však o sílu pružnosti.
síla pružnosti
Na čem závisí velikost výchylky?
Velikost výchylky záleží na síle.
Doma to nezkoušejte!
Velikost výchylky záleží na síle, ale i na?
Mezi deformační silou F a výchylkou pružného tělesa x platí přímá úměrnost. Platí: F=k⋅x
k je konstanta, která závisí na látce a tvaru. Pro ocel nabývá velkých hodnot, u gumy je k malé.
U pružin říkáme konstantě k tuhost pružiny.
Čím větší tuhost, tím silnější pružina.
1. Jak nazýváme látky, které se po odstranění tlakové síly opět navrátí do původního tvaru?
2. Kde se používají pružiny?
3. Jaké dvě síly působí na pružné, stlačované těleso?
4. Jaká síla působí proti tlaku ruky
5. Jak se nazývá vzdálenost od rovnovážné polohy?
6. Co vyjadřuje konstanta k?
7. Jak se nazývá stav, kdy pružné těleso není deformováno?
8. Na čem závisí velikost výchylky?
9. Uveď tři pružná a tři nepružná tělesa.
DÚ za 1
Přines na příští hodinu jojo (váha 1) nebo metronom (váha 3)
Vlastnosti pružných těles
-vrací-li se těleso do původního tvaru, označujeme ho jako pružné
-při silovém působení rozeznáváme dvě síly:
-deformační síla
-síla pružnosti - působí proti deformaci
-není-li těleso deformováno je v rovnovážné poloze
-vzdálenost od rovnovážné polohy se nazývá výchylka
-pružná tělesa: molitanový míček, gumička, pravítko
-nepružná tělesa: modelína, měděný drát, máslo
Kmitavý pohyb
Kmitavý pohyb
Jedná se o pohyb posuvný nebo otáčivý?
Ano, jedná se o otáčivý pohyb. Trajektorií je pouze část kružnice.
Mění se směr pohybu? Mění se velikost rychlosti pohybu? 2x ANO = kmitavý pohyb
pohyb křídel
pohyb planet
pohyb kyvadla
židle
houpací křeslo
kulečníková koule
Vymysli co nejvíce kmitavých pohybů.
Jojo - pravidelné opakování = periodický kmitavý pohyb
Ohyb větví ve větru - nepravidelný kmitavý pohyb
Učebnice strana 98
Pravidelné chvění nazýváme ____. Doba, za kterou proběhne jedna vlna (jeden kmit) nazýváme ____. Perioda se značí _ a měříme ji v ____. Počet kmitů za jednu sekundu nazýváme ____ neboli ____. Frekvenci označujeme _ a její jednotkou je jeden ____.
Tón, výška, kmitočet
tón
kmitočet
perioda
f
frekvence
Hertz
sekunda
T
Charakteristiky kmitavého pohybu
Charakteristiky kmitavého pohybu
Perioda (T) je doba (čas), kterou trvá jeden kmit.
(u joja např. 1,5s)
T - perioda = doba jednoho kmitu v sekundách
1s
2s 3s 4s 5s 6s 7s
T
0,25s 0,5s 0,75s 1s
Převody jednotek frekvence
Hz kHz MHz GHz
:1000
:1000
⋅1000
⋅1000
:1000
⋅1000
5 MHz = _____ Hz
0,6 kHz = ______MHz
2,1 GHz = _______kHz
7000 000 Hz = _____GHz
Převody
Jeden kmit je pohyb sem a tam. (z maximální polohy do minimální a ještě zpátky do maximální)
Frekvence (f) je počet kmitů za jednu sekundu.
Frekvence 1-5Hz
Jednotkou frekvence je Hz (Hertz) - po slavném německém fyzikovi Heinrichu Hertzovi
Pro frekvenci se používá i české slovo kmitočet
Vysvětli
Vysvětli
f
t
n
n …. počet kmitů
t …. počet sekund
f …. frekvence
Jaká je frekvence křídel kolibříka, jestliže za 2,5 minuty křídla vykonala 12 000 kmitů?
Jaká je frekvence křídel kolibříka, jestliže za 2,5 minuty křídla vykonala 12 000 kmitů?
t = 2,5 min = 2,5*60 = 150 s
n = 12 000
f = ? [Hz]
Jaká je frekvence křídel kolibříka, jestliže za 2,5 minuty křídla vykonala 12 000 kmitů?
t = 2,5 min = 2,5*60 = 150 s
n = 12 000
f = ? [Hz]
f = n:t
f=12 000:150
f=80 Hz
Vypočítej příklad na známku
Vypočítej příklad na známku
1. Jakým pohybům říkáme kmitavé?
2. Co jsou to kmitavé periodické kmitavé pohyby?
3. Větve kmitající ve větru, jojo - co je periodické? Proč?
4. Co je to perioda?
5. Co je to frekvence?
6. Jaká je jednotka frekvence?
7. Jaká je jednotka periody?
8. Jaký živočich hýbe křídly frekvencí 600 Hz?
9. Jaký je český termín označující frekvenci?
f
T
1
f
T
1
Jak vypočítám frekvenci?
f=
f
T
1
Jak vypočítám periodu?
T=
Čmelák kmitá křídly s frekvencí 200 Hz. Jaká je doba jednoho kmitu?
Výjimečně použij kalkulačku
Závaží na pružině
Harmonický kmitavý pohyb
=
Neharmonické kmitavé pohyby
výchylky (amplitudy) nejsou stejné
Příklad - strana 69
U následujících pohybů urči, zda jsou kmitavé. Pokud ano, rozhodni, zda jsou periodické:
pohyb kladiva při zatloukání hřebíku
pohyb kyvadla u hodin
pohyb oštěpu při hodu v atletice
pohyb boty pochodujícího vojáka
pohyb automobilu po rovné silnici
kývání lustru při zemětřesení
pohyb míčku na gumovém vlákně
pohyb taktovky dirigenta orchestru
metronom
harmonický kmitavé pohyby
Pohyb dirigentovy taktovky - neharmonický kmitavý pohyb
Vypočítej
Frekvence - počet kmitů za sekundu
1) Kolik kmitů vykoná závaží na pružině za jednu minutu?
2) Jaká je frekvence tohoto závaží?
Příklad - strana 69
Z časového průběhu výchylky urči amplitudu, periodu, frekvenci harmonického kmitavého pohybu
Frekvence - počet kmitů za sekundu
Někdy je výhodné rychlost kmitání uvádět v jiných jednotkách. Například tep lidského srdce se udává v počtu tepů za minutu.
1) Spočítejte počet tepů vašeho
srdce.
2) Udělejte co nejrychleji 20 dřepů a vypočtěte znovu frekvenci tepů.
Pracujte ve dvojicích
Frekvence tepů srdce
Kmitavý pohyb
Kmitavý pohyb - mění se směr i rychlost pohybu
Jeden kmit - pohyb sem a tam.
Příklady kmitavých pohybů: jojo, strom ve větru, metronom, závaží na pružině
Periodické kmitání - časový průběh výchylky se pravidelně opakuje.
Harmonické kmitání - výchylky na obě strany jsou stejné (záv. na pružině)
frekvence (f) - rychlost kmitání (počet kmitů za sekundu)
jednotka frekvence - Hertz (Hz)
f = počet kmitů : čas v sekundách
Perioda (T) - doba jednoho kmitu (jak dlouho trvá jeden kmit)
T = 1 / f ( vychází v sekundách)
Amplituda - velikost maximální výchylky (mm, cm,...)
frekvence (f) - rychlost kmitání (počet kmitů za sekundu)
jednotka frekvence - Hertz (Hz)
f = počet kmitů : čas v sekundách
Perioda (T) - doba jednoho kmitu (jak dlouho trvá jeden kmit)
T = 1 / f ( vychází v sekundách)
Amplituda - velikost maximální výchylky (mm, cm,...)