Oscilatorno kretanje - podsjetnik

Осцилаторно и таласно кретање – осми разред

Периодично кружно и осцилаторно кретање

Кретања која се одвијају по кружној путањи су кружна кретања

                нпр: кретање небеских тела, рингишпил, казаљка сата, …

Сва ова кретања се временски понављају, тј имају периодичност.

Кретање које се после одређеног времена понавља на исти начин, назива се периодично кретање.

Најједноставнија периодична кретања су:

1. равномерно кружно кретање
2. осцилаторно кретање

1.             кретање Месеца око Земље

је кружење тела брзином непроменљивог интезитета

2.             хоризонтална опруга за коју је окаченo тело

је кретање по истој путањи са проласком кроз једну равнотежну тачку у различитим смеровима

 Појмови који описују осцилаторно кретање

• Растојање између равнотежног положаја и најудаљенијег положаја до којег тело доспева при осцилаторном кретању је амплитуда осциловања – x₀  јединица [m].
• Било која удаљеност од равнотежног положаја назива се елонгација – x јединица [m]. Максимална елонгација је амплитуда осциловања.
• Време за које тело изврши једну целу осцилацију је период осциловања Т где је Т=t/n. Јединица је [s].
• Број осцилација у једној секунди је учесталост или фреквенција ν јединица херц [Hz]

ν=1/Т па је 1Hz=1/1s

 Математичко клатно

Идеализовано клатно:

• лоптица малог пречника на неистегљивој нити
• период осциловања клатна не зависи од његове масе и не зависи од амплитуде
• период осциловања зависи од дужине клатна (4пута већа дужина 2 пута већи период) где је Т=2π√(l/g)

Закон одржања механичке енергије при осциловању тела

Збир кинетичке и потенцијалне енергије тела које осцилује константан је током времена.

У амплитудном положају, када је клатно најудаљеније од равнотежног положаја, тело има само потенцијалну енергију. При проласку кроз равнотежни положај тело има максималну кинетичку енергију, а потенцијална је једнака нули.

Таласно кретање

је процес преношења осцилаторног кретања од једне до друге честице дате средине (талас нас не носи он путује, али се ми покрећемо горе – доле тј. осцилујемо у чамцу)

Врсте таласа

У зависности од правца осциловања честица

1. попречни (трансверзални) талас

талас на површини воде, учвршћени конопац који померамо горе – доле

талас код којег настаје поремећај средине у облику брегова и доља, јер честице осцилују нормално на правац простирања таласа

2. уздужни (лонгитудинални) талас

талас код којег се уочава згушњавање и разређивање средине, јер честице осцилују у правацу простирања таласа

По облику таласног фронта кружни, равни, сферни

Карактеристике таласа

Растојање до којег се осциловање пренесе за време једног периода осциловања назива се таласна дужина – λ [m].

Таласна дужина је удаљеност између две најближе честице средине које осцилују на исти начин.

Брзина преношења таласа је c=λ/T=λ·ν.

Звук

Акустика је део физике који се бави проучавањем звука.

Звук се простире кроз сва три агрегатна стања. Звук настаје oсциловањем тела – извора звука у еластичној средини.

Звук је механички талас који се не простире у вакууму.

Да би чули звук он мора имати одређену јачину изнад прага чујности и одређену фреквенцију између 16 и 20000 херца. Мање од 16Hz – инфразвук, a изнад 20000Hz ултразвук.

Звучна резонанција – жица принуди ваздух у резонаторској кутији на осциловање који „тера“ и саму резонаторску кутију на осциловање, па долази до појачања звука.

Карактеристике звука

Звук је лонгитудинални талас у гасовима и течностима, а трансверзални у чврстим телима.

Брзина звука зависи од еластичних својства средине којом се простире

ваздух 340m/s

вода 1450m/s

гвожђе 5000m/s

Осећај звука зависи од тога како осцилује звучни извор и какве таласе производи.

неправилно осциловање – шум

правилно осциловање      – тон

Висина тона зависи од фреквенције – већа фреквенција виши тон

Јачина зависи од амплитуде осциловања извора – већа амплитуда јачи тон

Боја тона зависи од броја фреквенција (хармоника) које даје звучни извор.

Тонови исте висине са два различита музичка инструмента звуче другачије. Кажемо да нису исти по боји. Музички тонови су сложени тонови. Основни тон прате виши хармоници.
Од броја виших хармоника и њихове релативне јачине зависи боја музичког тона.