Задачі та вправи: 66

66. За пройшло графіком тіла визначте: 1) час руху тіла; 2) шлях, який пройшло тіло; 3) швидкість руху тіла на кожній з ділянок. Побудуйте графік залежності швидкості руху тіла від часу руху.

Час руху тіла — 50 с; шлях, який пройшло тіло — 125 м. Швидкість руху тіла на кожній з ділянок визначаємо, користуючись формулою ν = lt , де l — пройдений шлях за час руху тіла t.

ν₁= 25 м20 с = 1,25 мс ;ν₂= 75 м - 25 м30 с - 20с = 5 мс ; ν₃= 125 м - 75 м50 с - 30 с = 2,5 мс.

§20. Рівномірний рух матеріальної точки по колу. Період обертання.

Запитання до вивченого

1. Який рух називають рівномірним рухом по колу?

Рух матеріальної точки по коловій траєкторії зі швидкістю, сталою за значенням, але змінною за напрямом, називають рівномірним рухом по колу.

2. Як напрямлена швидкість тіла під час рівномірного руху по колу?

Швидкість матеріальної точки під час руху по колу напрямлена перпендикулярно до радіуса кола в будь-якій його точці, цей висновок можна поширити на будь-які криволінійні рухи.

3. Який рух називають періодичним? Якими величинами його характеризують?

Рухи, під час яких певні положення матеріальної точки повторюються через однакові інтервали часу, називають періодичними рухами. Періодичний рух характеризують такими величинами, як період обертання і частота обертання.

4. Що називають періодом обертання? Яка одиниця періоду обертання в СІ?

Період обертання — це інтервал часу, протягом якого матеріальна точка здійснює один оберт під час рівномірного руху по колу.

Позначають період обертання літерою Т.

Якщо літерою N позначити кількість обертів, що здійснює матеріальна точка під час рівномірного руху по колу за час, то період обертання визначають за формулою: Т = tN

Одиницею періоду обертання в СІ є одна секунда (1 с).

5. Що показує частота обертання? Яка її одиниця в СІ?

Частоту обертання визначають числом обертів, які матеріальна точка здійснює за одиницю часу під час рівномірного руху по колу.

Позначають частоту обертання малою латинською літерою n (у науковій і навчальній літературі частоту обертання ще позначають малою грецькою літерою ν (ню ) або f (еф)).

Щоб визначити частоту обертання матеріальної точки, треба кількість обертів N, які вона здійснила за час ( по- N ділити на цей час: n =Nt

Одиницею частоти обертання в Сl є одиниця, поділена на секунду (1c).

Лабораторна робота № 4.

Визначення періоду обертання та швидкості руху тіла по колу

1. N = 10 обертів, t — 5 с. T = 5 c10 - 0,5 c.

2. Виміряйте діаметр колеса. За формулою ν = πdT — визначте швидкість руху крайніх точок обода колеса.

Діаметр велосипедного колеса дорівнює 0,559 м.

ν = 3,14 ∙ 0,559 м0,5 с = 1,75 м0,5 с = 3,5 мс .

3. період обертання платівки: Т = 1N

Т = 1 c33,3 об/хв = 1 с0,555 об/с = 1,8 с.

Діамерр платівки дорівнює 30 см = 0,3 м.

ν = πdT ; ν = 3,14 ∙ 0,3 м1,8 c = 0,94 м1,8 с = 0,52 мс .

4. Ті самі завдання виконайте, використовуючу електрофорну машину.

N = 20 обертів, t = 5 с. Т = 5 с 20 = 0,25 с.

Діаметр колеса електрофорної машини дорівнює 30 см = 0,3 м.

ν = πdT ; ν = 3,14 ∙ 0,3 м0,25 c = 0,94 м1,8 с = 3,7 мс .

5. На парті позначте шлях l, який повинен проїхати іграшковий автомобіль з електродвигуном. Виміряйте цей шлях рулеткою. Запустіть автомобіль, увімкніть секундомір. Визначте час t, за який автомобіль проїхав зазначений шлях l. За формулою ν = lt — визначте швидкість руху автомобіля. З якою швидкістю рухалися крайні точки колеса автомобіля?

Шлях, дорівнює: l = 50 см = 0,5 м.

Час за який автомобіль подолав відстань: t = 4 c

ν = lt = 0,5 м4с = 0,125 мс ;

Т = tN = 1 c4 об = 0,25 с.

Діаметр колеса іграшкової машини дорівнює 4 см = 0,04м.

ν = πdT ; ν = 3,14 ∙ 0,04 м0,25 c = 1,75 м0,25 с = 7 мс .

7. За попередніми даними визначте період обертання колеса автомобіля.

T = tN = 1 c4 об = 0,25 с.

Висновок: В даній лабораторній роботі ми навчилися визначати період обертання тіл та лінійну швидкість точки на тілі, яке обертається.

§21. Коливальний рух. Амплітуда коливань.

Запитання до вивченого

1. Що таке коливання? Наведіть приклади механічних коливань.

Механічні коливання — це такий рух, під час якого положення і швидкість руху тіла точно або приблизно повторюються через певні інтервали часу.

Під дією вітру коливаються навіть висотні будинки і високовольтні лінії електропередач, здійснює коливання маятник заведеного годинника, автомобіль на ресорах під час руху. Землетруси — це коливання земної кори, припливи і відливи — коливання рівня води морів та океанів зумовлені притяганням Місяця, биття пульсу — результат періодичних скорочень серцевих м’язів людини.

2. Що називають періодом коливань?

Період коливань — це найменший інтервал часу, через який певний етап руху тіла повністю повторюється.

3. Як практично визначити період коливання?

Щоб визначити період треба за час t підрахувати кількість N повних коливань, та скористатися формулою: T = tN .

4. Що показує частота коливань?

Частота коливань — число коливань, виконаних за одиницю часу.

5. Який зв'язок існує між періодом і частотою коливань?

Частота й період коливань пов’язані обернено пропорційною залежністю, тому:

T = 1ν ­ де T - період коливань; ν - частота коливань.

Одиницею частоти в Сl є один Герц (1 Гц ). 1 Гц — 1c, названа одиниця так на честь відомого німецького фізика Генріха Герца (1857-1894).

Лабораторна робот а № 5.

Дослідження коливань нитяного маятника

1. Підвісьте кульку на нитку завдовжки 30-40 см. Відхиліть її від положення рівноваги. Підрахуй те кількість коливань кульки і час, протягом якого ці коливання відбувалися. Визначте період коливань маятника. Результати залишіть у таблицю.

2. До цієї самої нитки підвісьте кульку іншої маси. Повторіть попередній дослід.

Результати запишіть у таблицю. Зробіть висновок.

3. Змініть довжину нитки і виконайте попередні досліди. Результати запишіть у таблицю. Зробіть висновок.

Перевірте, чи зміниться період коливань маятника, якщо кульку відхиляти на різні кути.

№досліду	Довжинанитки l,м	Маса кулькиm , кг	Кількістьколивань N	Час коливаньt, c	ПеріодКоливаньT,c
1	l1 = 40 см	m1 = 0,1	20	44	2,2
2		m1 = 0,2	20	44	2,2
3	l2 = 80 см	m1 = 0,1	10	13	1,3
4		m1 = 0,2	10	13	1,3

Висновок: ми навчилися визначати період коливань маятника та з’ясували, що період коливань маятника не залежить від маси тіла, але залежить від довжини нитки.

ЗАДАЧІ ТА ВПРАВИ

Рівень А