Φυσική Γ' Γυμνασίου: Περιοδικά φαινόμενα - Ταλαντώσεις

Post date: Mar 7, 2012 1:36:50 PM

Ας ξεκινήσουμε από τους πολύ σημαντικούς ορισμούς:

Περιοδικό φαινόμενο:

Ένα φαινόμενο (μια μεταβολή) που επαναλαμβάνεται με τον ίδιο τρόπο σε ίσα χρονικά διαστήματα.

Παράδειγμα:.

Η κυκλοφορία ενός εβδομαδιαίου περιοδικού στα περίπτερα, για παράδειγμα κάθε Πέμπτη

Περιοδική κίνηση:

Μια κίνηση που επαναλαμβάνεται με τον ίδιο τρόπο σε ίσα χρονικά διαστήματα.

Παράδειγμα:

Η κίνηση της Γης γύρω από τον ήλιο που ολοκληρώνεται κάθε 365 ημέρες και 6 ώρες και στη συνέχεια επαναλαμβάνεται, η κίνηση των δεικτών του ρολογιού.

Ταλάντωση:

Μια περιοδική κίνηση που πραγματοποιείται ανάμεσα σε δύο ακραία σημεία. Είναι μια παλινδρομική κίνηση.

(η πιο απλά ένα "πέρα-δώθε")

Παράδειγμα:

Η κίνηση μιας κούνιας (μπρος-πίσω), η κίνηση του εκκρεμούς.

Σε επόμενη ανάρτηση θα αναφερθούμε αναλυτικά στην ταλάντωση του εκκρεμούς.

Πλάτος μιας Ταλάντωσης

Το πλάτος είναι η μέγιστη απομάκρυνση από τη θέση ισορροπίας και το μετράμε με μονάδες μήκους. Στη σελίδα 90 του σχολικού βιβλίου κάτω αριστερά (οριζόντιο ελατήριο) θα δείτε ότι το πλάτος είναι ίσο με xo.

Περίοδος και Συχνότητα μιας Ταλάντωσης

Σε όλες αυτές τις περιπτώσεις ως περίοδο Τ θα ορίζουμε το χρονικό διάστημα που απαιτείται ώστε να ολοκληρωθεί το φαινόμενο.

Για παράδειγμα:

      • στην κυκλοφορία του περιοδικού στο περίπτερο, η περίοδος είναι Τ = 1 εβδομάδα
      • στην περιοδική κίνηση του ωροδείκτη στο ρολόι, η περίοδος είναι Τ = 12 ώρες
      • στην περιοδική κίνηση του λεπτοδείκτη στο ρολόι, η περίοδος είναι Τ = 60 λεπτά
      • στην ταλάντωση της κούνιας η περίοδος θα μπορούσε να είναι Τ = 3,56 δευτερόλεπτα

Όπως καταλαβαίνουμε το μέγεθος περίοδος Τ μετριέται ως χρόνος, με μονάδα στο S.I. το 1s (δευτερόλεπτο)

Άλλο ένα μέγεθος που περιγράφει το ρυθμό της ταλάντωσης (το πόσο γρήγορα γίνεται το "πέρα-δώθε") είναι η συχνότητα f (f από το frequency) που ισούται με το πηλίκο Ν/Δt δηλαδή με τον αριθμό των ταλαντώσεων που πραγματοποιούνται σε χρόνο Δt, προς το χρόνο αυτό. Η μονάδα μέτρησης για τη συχνότητα στο S.I. είναι το 1Hz (Hertz)

Για παράδειγμα:

      • Αν εκτελούνται 4 ταλαντώσεις σε 2 δευτερόλεπτο, η συχνότητα είναι f=N/Δt=4/2s=2Hz
      • Αν εκτελούνται 2 ταλαντώσεις σε 10 δευτερόλεπτα, η συχνότητα είναι f=N/Δt=2/10s=0,2Hz

Η μαθηματική σχέση που συνδέει τα δύο αυτά - χαρακτηριστικά των περιοδικών φαινομένων - μεγέθη, είναι f=1/T και T=1/f, δηλαδή τα δύο μεγέθη είναι αριθμοί αντίστροφοι (όπως άλλωστε και οι μονάδες τους). Επομένως αν Τ=10s τότε f=0,1Hz και αν f=2Hz τότε Τ=0,5s. Εννοείται πως αν Τ=1s τότε f=1Hz.


Για εξάσκηση και εμπέδωση:

Στο βιβλίο, τις ερωτήσεις κεφαλαίου 1,2,3 και τις Ασκήσεις 1,2.

Επίσης, οι ερωτήσεις στο παρακάτω αρχείο.

Ερωτήσεις ταλαντώσεις.pdf