Физика. тербеліс. Тербелісті сипаттайтын физикалы? шамалар.

Шымкент қаласы физика – математика бағытындағы Назарбаев Зияткерлік мектебіФизика пәнінің мұғалімі : Кененбаева Айнур Ахметжановна
Сабақтың тақырыбы:Тербеліс. Тербелістер генераторының қозғалысы .Тербелістерді түсіндіруге арналған терминдер . Қарапайым гармоникалық тербелістердің графикалық көріністері. Оқу мақсаты:Еркін тербелістерге мысал келтіру.Тәжірибелік және графикалық әдістерді пайдалана отырып, тербелмелі қозғалысын зерттеу.Тербелмелі қозғалысының сипаттамаларын білу және қолдану: амплитуда, период, жиілік, бұрыштық жиілік, тербеліс фазасы және периодты жиілік пен бұрыштық жиілік тұрғысынан сипаттау.Жиілік пен бұрыштық жиілік арқылы тербеліс периодын көрсету. Тербелмелі қозғалыс




ЖіпРезинадан жасалған шнурМеталл сызғышБекіткішІшек жіп




















Тербелістер деп дененің бірдей уақыт аралығында дәлме- дәл немесе жуықтап қайталанып отыратын қозғалысын айтады.Тербелмелі қозғалысқа периодтылық тән. Қозғалыстың перидттылығы белгілі бір уақыт өткен соң дене орнының, яғни оның координатасының дәл немесе шамамен дәл қайталанып отыратынын білдіреді.

ОBCDBCDAО’О’𝐹серп 𝐵 𝐹серп 𝐶 𝐹серп 𝐶 𝐹серп 𝐵 𝐹серп 𝐷 𝐹серп 𝐷 𝐹серп 𝐵 𝜐 𝜐 𝜐 О𝜐 Үйкеліс күшін елемеуге болады.𝜐 𝜐 



































Серіппеге ілінген жүкті бастапқы тепе-теңдік күйіне қайтарушы F күші сығылған немесе созылған серіппенің серпімділік күші болып табылады. Ол дененің тепе- теңдік күйден ауытқу шамасына тәуелді.Ығысуға пропорционал және оған қарама-қарсы бағытталған күштің әрекетінен болатын механикалық тербелістер гармоникалық тербелістер деп аталады.Тербелмелі жүйе деп тепе- теңдік күйден ауытқыған кезде тербеліс пайда болатын физикалық жүйені айтамыз.𝐹серп 



ТербелісЕркін тербелісЕріксіз тербелісдеп дене тепе- теңдік күйінен шығарылғаннан соң сыртқы күштің әрекетінсіз болатын тербелісті айтамыз.деп сыртқы периодты күштің әрекетінен болатын тербелісті айтамыз.



МаятникМатематикалық маятник деп созылмайтын салмақсыз жіңішке ұзын жіпке ілінген кішкентай ауыр шарды айтамыз.Математикалық Серіппелі



Математикалық маятникСалмақсыз созылмайтын жіпке ілінген шар.Математикалық маятниктің периоды жіп ұзындығына тәуелді және мына формуламен анықталады:T – математикалық маятниктің тербеліс периодыL- маятник жібінің ұзындығыπ = 3,14 рад, математикалық тұрақтылықg ≈ 9,8 м/с2 , еркін түсу үдеуі[T] = 1 c [ l ] = 1 м [g] = 1 м/с2 Серіппелі маятникТөмендегі жүк серіппеге бекітілген, массасын елемеуге болады. T – серіппелі маятниктің тербеліс периодыm – маятниктің массасыπ = 3,14 рад, математикалық тұрақтылықk – серіппе қатаңдығы[T] = 1 c [ m ] = 1 кг [ k ] = 1 Нм  Гармоникалық тербелісфизикалық (немесе кез келген басқа) шамасы уақыт өтісімен синусоидалы немесе косинусоидалы заңдылықтар бойынша өзгеріп тұратын тербелістер.Гармоникалық тербеліс теңдеуі 𝑥=𝐴sin𝜔𝑡+𝜑0 𝑥=𝐴cos𝜔𝑡+𝜑0 Гармоникалық қозғалыстың кинематикалық заңдылығы




𝑦=sin𝑥 𝑦=cos𝑥 СинусоидаСинусоидаКосинусоида








𝑥=𝐴sin𝜔𝑡+𝜑0 Циклидік жиілік 𝜔 — деп дененің 2π с ішіндегі тербелістер санын айтады. Ығысу (𝑥) — тепе- теңдік жағдайдан уақыт өтуіне байланысты орын ауыстырған аралығын айтамыз. Тербеліс амплитудасы деп (𝐴) — дененің тепе- теңдік күйінен ең жоғарғы ығысуының мәнін айтады. 𝜑0— тербелістің бастапқы фазасы. ЫғысуАмплитудаЦиклдік жиілікБастапқы фазаТербеліс фазасы (ωt+φ0)—косинустың  немесе синустың аргументін атайды  және ол тербелістегі шаманың  берілген уақыт мезетіндегі  сандық мәнін дәл анықтауға мүмкіндік береді. Тербеліс фазасы







Тербеліс периды (𝑇) — дене қозғалысы толығымен қайталанып отыратын ең аз уақыт аралығын айтамыз.  Тербеліс жиілігі (𝜈) — бірлік уақыт ішіндегі тербеліс санын айтамыз. 𝑇=𝑡𝑁 𝑇=с 𝜈=𝑁𝑡 𝜈=Гц 𝜔=2𝜋𝜈=2𝜋𝑇 Период, жиілік және циклдік жиілік арасындағы байланыс формулалары: 𝑇=1𝜈 𝜈=1𝑇 Генрих Рудольф Герц22. 02. 1857 — 01. 01. 1894









Тербелмелі қозғалыстың сипаттамалары :АмплитудаПериод (жиілік)Фаза



Шамалардың координатаға тәуелділігіКоордината𝑥=𝐴sin𝜔𝑡+𝜑0 КүшЖылдамдықҮдеу𝜐𝑥=𝜔𝐴cos𝜔𝑡+𝜋2 𝑎𝑥=𝜔2𝐴cos𝜔𝑡+𝜋 𝐹𝑥=𝑚𝜔2𝐴cos𝜔𝑡+𝜋 








Қалыптастырушы бағалау{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}Пән : физикаОқушының аты- жөні: Сынып: 9 « »Оқу мақсаты:Еркін тербелістер мысал келтіру Тәжірибелік және графикалық әдістерді пайдалана отырып, тербелмелі қозғалысын зерттеу Тербелмелі қозғалысының сипаттамаларын білу және қолдану: амплитуда, период, жиілік, бұрыштық жиілік, тербеліс фазасы, және периодты жиілік пен бұрыштық жиілік тұрғысынан сип аттайдыДағдылар: Жетістік критерийіОқушы тапсырманың 80 % орындаса, оқу мақсатына жетеді.БілуТербелмелі қозғалыстардың жалпы белгісін ажыратады. Еркін тербелістердің анықтамасын біледі. Шынайы тербелістерді үйлесімді тербеліс ретінде қандай жағдайларда қарастыру қажеттілігін біледі. Еркін тербелістердің жүйеде пайда болу шарттарын айқындайды. СИ жүйесінде тербелмелі қозғалыстардың өлшем бірлігін біледі.ҚолдануТәжірибелік, сызбалық және есептік тапсырмаларды шешу үшін тербелмелі қозғалыс сипаттамаларын қолданады. ТалдауҮйлесімді тербелістердің теңдеуіне кіретін тербелмелі шамалардың физикалық мәнін түсіндіре алады. Деңгейлік тапсырма Бастапқы деңгей 1.Төменде келтірілген қозғалыстардың қайсысы механикалық тербелістер болып табылады ?А. Әткеншектердің қозғалысыБ. Жерге құлап келе жатқан доптың қозғалысы.В. Гитараның дыбысты ішегінің қозғалысы2. Төменде келтірілген тербелістердің қайсысы еріксіз болып табылады ?А. Жерде тұрған адам тербетіп тұрған іткеншектің тербелісі.Б. Гитара ішегінің тербелісі.В. Серіппелі таразы табақшаларының тербелісі.3. Маятник 5 с ішінде 10 тербеліс жасайды. Дұрыс тұжырымды табыңдар ?А. Тербеліс жиілігі 0,5 Гц.Б. Тербеліс жиілігі 2 Гц.В. Тербеліс жиілігі 50 Гц. Орта деңгей 1. Жиілігі 0,5 Гц, ал амплитудасы 80 см гармоникалық тербелістің теңдеуін жазыңдар ?Берілгені ν = 0,5 ГцА = 80 cм х - ?Шешуі:x = A sin ω tx = 0,80 sin π t2. Дене х=20 sin π t заңы бойынша гармоникалық тербеліс жасайды. Амплитудасын , тербеліс периоды мен жиілігін анықтаңдар ?Берілгені х=20 sin π tА - ?, Т- ?, ν-?Шешуі: х=20 sin π t ; х = A sin ω t А = 20 cм,   𝜔=2𝜋𝑇=2 𝜋 ν 𝑇= 2ππ=2 𝑐;  ν=𝜔2𝜋=𝜋2𝜋=12=0,5 Гц   3. Қатаңдығы 250 Н/м серіппеде 16 с ішінде 20 тербеліс жасайтын жүктің массасын табыңдар ?Берілгені:k= 250 Н/мt = 16 cN= 20 m-? Шешуі: 𝑇=2𝜋 𝑚𝑘 ;                    𝑇= 𝑡𝑛=1620=0,8 𝑐.𝑚=𝑇2𝑘4𝜋2=0,82∙2504 ∙ 3,142≈4,08 кг  4. Серіппеге ілінген шаркоординатасының уақытқа тәуелділік графигі берілген. Шардың тербеліс периоды неге тең ?Жауабы: T = 4 c. 5. Суретте резинадан жасалған ішектің тербеліс графигі берілген. Осы тербелістің жиілігі неге тең ?Жауабы: ν = 0,25 Гц .Жеткілікті деңгей.6. Бастапқы фазасы 𝜑=𝜋2 , дене 1 мин-та 150 тербеліс жасайды. Амплитудасы 5 см кезіндегі қозғалған дененің гармоникалық тербеліс теңдеуін жаз және графигін тұрғызыңдар ?Берілгені:𝜑=𝜋2t= 1 мин = 60 c.N=150X - ? Шешуі: х=𝐴𝑠𝑖𝑛𝜔𝑡+𝜑 ;𝑥=0,05sin5𝜋𝑡+𝜋2   7. Амплитудалары бірдей А1= А2=2 см және периодтары бірдей 𝑇1= 𝑇2=8 с , бырақ фазалар айырымы әр түрлі гармоникалық тербелістерді бір графикке тұрғызыңдар. а) π/4; в) π/2;  Берілгені:А1= А2=2 см 𝑇1= 𝑇2=8 са) π/4 ;в) π/2 ;𝑥1-? ; х2-? Шешуі : а) 𝑥=𝐴sin𝜔𝑡+𝜑 ;𝜔= 2𝜋𝑇=𝜋4 ;𝑥1=0,02sin𝜋4𝑡+𝜋4 ;   в) 𝑥=𝐴sin𝜔𝑡+𝜑 ;𝜔= 2𝜋𝑇=𝜋4 ;𝑥2=0,02sin𝜋4𝑡+𝜋2  Назарларыңызға рахмет !