Физика и астрономия · 9 клас · урок 5 от 5

Собствени, затихващи и принудени трептения. Резонанс

В този урок различаваме видовете трептения. Собствените трептения система извършва сама след еднократно отклонение, със своя собствена честота. Заради триенето и съпротивлението на въздуха амплитудата постепенно намалява и трептенията затихват. Ако периодично действа външна сила, трептенията са принудени и стават с честотата на силата. Когато тази честота съвпадне със собствената, амплитудата рязко нараства: това е резонанс.

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • Собствени (свободни) трептения: след еднократно отклонение, със собствена честота.
  • Затихващи трептения: амплитудата намалява заради триене и съпротивление.
  • Принудени трептения: под действие на периодична външна сила, с нейната честота.
  • Резонанс: честотата на външната сила е равна на собствената и амплитудата рязко нараства.
  • Полезен резонанс: настройка на радиоприемник. Вреден: разрушаване на мостове (Такома Нарос, 1940 г.).

Пример

Люлка с период 3 s се люлее най-високо, ако я бутаме точно веднъж на 3 s, защото тогава има резонанс.

Проверете се: 15 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. Как се наричат трептенията, които система извършва сама след еднократно отклонение?
    • Принудени
    • Собствени (свободни)
    • Резонансни
    • Автоматични

    Отговор: Собствени (свободни)

    Те протичат със собствената честота на системата.

  2. Защо трептенията на люлка постепенно затихват?
    • Защото масата на люлката намалява
    • Поради триенето и съпротивлението на въздуха
    • Защото земното притегляне изчезва
    • Защото периодът се увеличава до безкрайност

    Отговор: Поради триенето и съпротивлението на въздуха

    Енергията постепенно се превръща във вътрешна и амплитудата намалява.

  3. Люлка се бута ритмично веднъж на 3 s. С какъв период трепти тя след като трептенията се установят?
    • 3 s
    • Със собствения си период, независимо от бутането
    • 1,5 s
    • 6 s

    Отговор: 3 s

    Принудените трептения протичат с честотата (периода) на външната сила.

  4. Кога настъпва резонанс?
    • Когато честотата на външната сила съвпадне със собствената честота на системата
    • Когато външната сила е най-голяма
    • Когато системата не трепти
    • Когато честотата на силата е 2 пъти по-голяма от собствената

    Отговор: Когато честотата на външната сила съвпадне със собствената честота на системата

    Тогава всеки тласък идва в такт с движението и амплитудата рязко нараства.

  5. Кое е пример за полезно използване на резонанса?
    • Разклащането на мост от вятъра
    • Силните вибрации на пералня при центрофугиране
    • Настройката на радиоприемник на дадена станция
    • Маршируването в крак по мост

    Отговор: Настройката на радиоприемник на дадена станция

    Приемникът се настройва така, че собствената му честота да съвпадне с честотата на станцията.

  6. Как се наричат трептенията под действие на периодична външна сила?
    • Собствени
    • Затихващи
    • Свободни
    • Принудени

    Отговор: Принудени

    Външната сила непрекъснато подава енергия и налага своята честота.

  7. Какво става с амплитудата на принудените трептения при резонанс?
    • Рязко нараства
    • Рязко намалява
    • Става нула
    • Не се променя

    Отговор: Рязко нараства

    При резонанс енергията се подава в такт с движението и се натрупва.

  8. Защо войниците не маршируват в крачка, когато минават по мост?
    • За да не се изморят
    • За да вдигат по-малко шум
    • За да не предизвикат резонанс на моста
    • За да не се плъзгат

    Отговор: За да не предизвикат резонанс на моста

    Ако честотата на стъпките съвпадне със собствената честота на моста, той може да се разлюлее опасно.

  9. Собствената честота на махало е 2 Hz. При каква честота на външната сила амплитудата му ще е най-голяма?
    • 1 Hz
    • 4 Hz
    • 2 Hz
    • 0,5 Hz

    Отговор: 2 Hz

    Резонансът настъпва, когато външната честота е равна на собствената.

  10. Кой мост в САЩ се разрушава през 1940 г. заради силни трептения, предизвикани от вятъра?
    • Мостът Такома Нарос
    • Голдън Гейт
    • Бруклинският мост
    • Мостът на Джордж Вашингтон

    Отговор: Мостът Такома Нарос

    Вятърът разлюлява моста с все по-голяма амплитуда и той се срутва; случаят е класически пример в учебниците.

  11. Как се наричат трептенията, чиято амплитуда постепенно намалява?
    • Принудени
    • Затихващи
    • Резонансни
    • Незатихващи

    Отговор: Затихващи

    Заради триенето амплитудата намалява и трептенията затихват.

  12. С каква честота стават принудените трептения?
    • Със собствената честота
    • С честотата на силата
    • Винаги с 1 Hz
    • С променлива честота

    Отговор: С честотата на силата

    Принудените трептения следват периодичната външна сила и имат нейната честота.

  13. Защо пералнята понякога силно вибрира при определени обороти на барабана?
    • Резонанс
    • Затихване
    • Триене
    • Пренатоварване

    Отговор: Резонанс

    Когато честотата на въртене съвпадне със собствената честота на корпуса, амплитудата рязко нараства.

  14. Как може да се намали затихването на трептенията на махало?
    • Да се увеличи масата на нишката
    • Да се намали триенето
    • Да се увеличи амплитудата
    • Да се добави вода

    Отговор: Да се намали триенето

    Затихването се дължи на триенето и съпротивлението на въздуха.

  15. Махало със собствен период 2 s е на стойка, която се клати периодично. При каква честота на клатенето амплитудата е най-голяма?
    • 2 Hz
    • 0,25 Hz
    • 1 Hz
    • 0,5 Hz

    Отговор: 0,5 Hz

    Резонанс има при ν = 1/T = 1/2 = 0,5 Hz.