Przygotowanie do egzaminu gimnazjalnego Ruch drgający i fale Przygotowanie do egzaminu gimnazjalnego

Uczeń: 6.1 opisuje ruch wahadła matematycznego i ciężarka na sprężynie oraz analizuje przemiany energii w tych ruchach 6.2 posługuje się pojęciami amplitudy drgań, okresu, częstotliwości do opisu drgań, wskazuje położenie równowagi oraz odczytuje amplitudę i okres z wykresu x(t) dla drgającego ciała 6.3 opisuje mechanizm przekazywania drgań z jednego punktu ośrodka do drugiego w przypadku fal na napiętej linie i fal dźwiękowych w powietrzu 6.4 posługuje się pojęciami: amplitudy, okresu i częstotliwości, prędkości i długości fali do opisu fal harmonicznych oraz stosuje do obliczeń związki między tymi wielkościami 6.5 opisuje mechanizm wytwarzania dźwięku w instrumentach muzycznych 6.6 wymienia, od jakich wielkości fizycznych zależy wysokość i głośność dźwięku 6.7 posługuje się pojęciami infradźwięki i ultradźwięki Doświadczenia 9.13 wytwarza dźwięk o większej i mniejszej częstotliwości od danego dźwięku za pomocą dowolnego drgającego przedmiotu lub instrumentu muzycznego 9.12 wyznacza okres i częstotliwość drgań ciężarka zawieszonego na sprężynie oraz okres i częstotliwość drgań wahadła matematycznego

RUCH DRGAJĄCY Ruch drgający to taki ruch, w którym ciało porusza się tam i z powrotem po tym samym torze, położenia ciała drgającego powtarzają się okresowo. Karta pracy zad 1

WIELKOŚCI OPISUJĄCE RUCH DRGAJĄCY A – amplituda fali, czyli maksymalne wychylenie z położenia równowagi T – okres fali, czyli czas w którym cząsteczka ośrodka wykonuje pełne drganie f – częstotliwość , czyli ilość drgań w pewnym czasie Karta pracy zad 2

WAHADŁO MATEMATYCZNE Okres i częstotliwość drgań wahadła zależy od jego długości: Dłuższe wahadło ma większy okres drgań, mniejszą częstotliwość Krótsze wahadło ma mniejszy okres drgań, większą częstotliwość Karta pracy zad 3

Doświadczenie Wyznaczanie okresu drgań ciężarka na sprężynie Przyrządy : statyw, sprężyna, ciężarek, stoper Przebieg doświadczenia: Zawieszamy sprężynę na statywie Na drugim końcu zawieszamy ciężarek 3. Pociągamy ciężarek, przesuwając go w dół np. o około 1cm i puszczamy 4. Mierzymy stoperem czas np. 10 wahnięć 5. Obliczamy okres drgań

Doświadczenie Wyznaczanie okresu drgań wahadła matematycznego Przyrządy : nitka, linijka lub taśma miernicza, ciężarek, stoper Przebieg doświadczenia: Odmierzamy nitkę o długości 1m, na końcu zawieszamy ciężarek Wychylamy wahadło o niewielki kąt i puszczamy Mierzymy stoperem czas np. 10 wahnięć Obliczamy okres drgań

ZJAWISKO REZONANSU MECHANICZNEGO Każde ciało charakteryzuje się określoną częstotliwością drgań, zwaną częstotliwością drgań własnych. Jeżeli układ ciał drga z częstotliwością zbliżoną do częstotliwości drgań własnych innego ciała następuje zjawisko wzmocnienia drgań, czyli rezonans mechaniczny Karta pracy zad. 4

PRZEMIANY ENERGII W RUCHU DRGAJĄCYM b d a c A= max Ep = max v=0 Ek =0 A=0 Ep =0 v= max Ek = max A= max Ep = max v=0 Ek =0 A=0 Ep =0 v= max Ek = max A= max Ep = max v=0 Ek =0 Karta pracy zad 5

FALA MECHANICZNA Fala mechaniczna jest to rozchodzące się w ośrodku zaburzenie wywołane drganiem źródła. Ośrodkiem będziemy nazywać ciało materialne, np. powietrze, woda, szkło, mur itp

RODZAJE FAL MECHANICZNYCH Fale mechaniczne dzielimy na fale poprzeczne i podłużne. Fala poprzeczna powstaje wtedy, gdy drgania źródła odbywają się w kierunku prostopadłym do kierunku rozprzestrzeniania się zaburzenia Fala podłużna powstaje wtedy, gdy drgania źródła odbywają się w kierunku równoległym do kierunku rozprzestrzeniania się zaburzenia.

WIELKOŚCI OPISUJĄCE FALĘ MECHANICZNĄ A – amplituda fali, czyli maksymalne wychylenie z położenia równowagi T – okres fali, czyli czas w którym cząsteczka ośrodka wykonuje pełne drganie λ – długość fali, czyli odległość między dwoma punktami będącymi w tej samej fazie ruchu v – prędkość fali f – częstotliwość , czyli ilość drgań w pewnym czasie Karta pracy zad 6,7

Do zjawisk falowych zaliczamy: ZJAWISKA FALOWE Do zjawisk falowych zaliczamy: Interferencję-nakładanie się fal pochodzących z różnych źródeł dyfrakcję, czyli ugięcie, fala zmienia swój kształt odbicie fali, fala odbija się od przeszkody załamanie fali, fala zmienia swoją długość i kierunek Karta pracy zad 8

FALE DŹWIĘKOWE Źródłem dźwięku jest ciało drgające. Ze względu na częstotliwość dźwięki dzielimy na infradźwięki, dźwięki słyszalne, ultradźwięki. Częstotliwość < 16Hz Częstotliwość > 20 kHz 16 Hz do 20 kHz Karta pracy zad 9, 10

WIELKOŚCI OPISUJĄCE DŹWIĘK Dla dźwięków słyszalnych można wyróżnić wielkości, które można zmierzyć: a/ Wysokość dźwięku zależy od częstotliwości dźwięku: wysoki niski b/ Głośność dźwięku zależy od amplitudy dźwięku głośny cichy Karta pracy zad 11

INSTRUMENTY MUZYCZNE przyrządy wytwarzające dźwięk, przeznaczone do wykonywania muzyki. instrumenty strunowe - instrumenty muzyczne, w których źródłem dźwięku jest drgająca struna instrumenty dęte - instrumenty muzyczne, w których dźwięk pobudzany jest zadęciem instrumenty perkusyjne - instrumenty muzyczne, w których dźwięk pobudzany jest poprzez pośrednie lub bezpośrednie uderzanie instrumentu lub jego fragmentu