محاسبه دوره آونگ ساده كم دامنه:
مطابق شكل مقابل برآونگ دونيروي وزن(mg)وكشش نخ(T)واردمي شود.Tدرامتدادنخ است ودرهرلحظه برمسيرحركت وزنه عمودمي باشد.بنابراين درراستاي مماس برمسير،مولفه ندارد.نيروي وزن به دومولفه تجزيه مي شود.يك مولفه درامتدادمماس برمسيركه برابرF = mg sin θ است ومولفه ديگردرامتدادعمود بر مسير و برابر است.Fنيروي ...
حركت نوساني آونگ ساده چگونه است؟
ج:
آونگ ساده وزنه كوچكي است به جرم mكه توسط نخ سبكي به يك نقطه آويخته شده است.درحالت تعادل نخ درامتدادقائم قراردارد.(شكل مقابل)حال اگروزنه راازحال تعادل خارج كرده ورهاكنيم،حول وضع تعادلش نوسان مي كند.درنوسان اونگ نيروي بازگرداننده مولفه نيروي وزن جسم درراستاي مماس بر مسير است.اگرزاويه انحراف ...
تذكر:
1-درنوسان قائم دستگاه وزنه-فنر،انرژي پتانسيل نوسانگر رامي توان به طور دقيق تر از رابطه زير بدست آورد:
2-براي دوره نوسان درراستاي قائم كه درآن طول فنربه علت آويزان كردن وزنه به اندازهd افزايش مي يابدمي توان نوشت:
3-دردستگاه نوسانگروزنه-فنراگرجرم فنر( m)رانيزدرنظربگيريم خواهيم داشت:
فنرسبكي انتخاب ...
نمودارتغييرات ue وk وE رانسبت به مكان براي يك دوره نوسانگرساده رسم كنيد.
جواب:
باتوجه به روابطue و k و Eخواهيم داشت:
نوسان وزنه-فنردرراستاي قائم
اين حركت نيزهمچون نوسان وزنه-فنر در راستاي افقي ،هماهنگ ساده است.بااين تفاوت كه به وزنه علاوه برنيروي كشساني فنر،نيروي وزن آن نيز وارد مي شود و طول فنربه اندازه d افزايش مي ...
الف-رابطه انرژي پتانسيل وانرژي جنبشي نوسانگرساده رابرحسب مكان (x)به دست آوريدوبااستفاده ازآنها نشان دهيدكه انرژي مكانيكي نوسانگربه مكان بستگي ندارد.
ب-بااستفاده ازرابطه انرژي پتانسيل وجنبشي برحسب مكان ،مشخص كنيدكه درچه مكاني انرژي پتانسيل وجنبشي نوسانگرصفرويابيشينه است.
جواب:
الف)رابطه انرژي پتانسيل نوسانگربرحسب بعدبه ...
دردستگاه نوسانگر(وزنه-فنر)جرم وزنه20gr ،دامنه نوسان 5cmوبسامد زاويه اي نوسان2Rad/s است.انرژي مكانيكي اين دستگاه چقدراست؟
جواب :
دردستگاه نوسانگر(وزنه-فنر)جرم وزنه 100grوثابت فنر 40N/m و دامنه نوسان 4cm است.
الف)انرژي مكانيكي نوسانگر راتعيين كنيد.
ب)انرژي جنبشي و پتانسيل نوسانگر را درفاصله 2cm ازمركز نوسان به دست ...
تذكر1:
رابطه نشان مي دهد انرژي مكانيكي نوسانگر متناسب است با:جرم نوسانگر،مجذور بسامد زاويه اي (يامجذوربسامد) نوسانگر و مجذور دامنه نوسان.
2-اگرچه ما انرژي مكانيكي رابراي نوسانگروزنه-فنرمحاسبه كرديم،ولي مي توان نشان دادكه براي هرنوع نوسانگرساده ديگري نيزانرژي مكانيكي بامجذوردامنه ومجذوربسامدمتناسب است.
3-براي انرژي ...
انرژي مكانيكي نوسانگر(دستگاه جرم-فنر)چگونه محاسبه مي شود؟
ازفيزيك 2مي دانيم انرژي پتانسيل كشساني ذخيره شده دريك فنر برابر است با:
بنابراين درحركت نوساني ساده دستگاه وزنه-فنرمعادله انرژي پتانسيل كشساني ذخيره شده درفنر(يادروزنه)برابرخواهدبودبا:
بادرنظرگرفتن k=mw2 نيزخواهيم داشت:
براي انرژي جنبشي نوسانگر نيزمي توان ...
وزنه اي به جرم50gr به فنري باثابت 20N/m بسته شده ودرراستاي قائم بادامنه4cm حركت نوساني ساده انجام مي دهد.
الف)بيشينه سرعت وشتاب نوسانگرراتعيين كنيد.
ب)درلحظه اي كه نوسانگردرموقعيت3cm قراردارد،سرعت آن چقدراست؟
پ)درلحظه اي كه سرعت نوسانگر0.3m/s است،شتاب آن چقدراست؟
الف)
ب)
توجه كنيدهنگامي كه نوسانگردريك طرف ...
نمودارهاي سرعت -زمان،شتاب-زمان ونيرو-زمان درحركت نوساني ساده
باتوجه به معادلات سرعت ،شتاب ونيرودرحركت نوساني ساده،نمودارهاي مقابل حاصل مي شوند .همانطور كه درنمودارهاي(ب)و(پ)ديده مي شوددرلحظهt=0 ،سرعت بيشينه ومثبت وشتاب صفراست. ودرلحظه T/4 كه xبيشينه ومثبت است ، سرعت صفر و شتاب بيشينه و منفي مي باشد . ودرلحظه T/2 كه x= 0 است،سرعت ...
تذكر1:
باتوجه به معادله حركت معادله شتاب رابه صورت زيرنيزمي توان نوشت:
a=-ω٢x
2-به همان طريق كه رابطه رابه دست مي آوريم مي توان رابطه زيررانيزبراي شتاب به دست آوردكه شتاب لحظه اي نوسانگررابرحسب سرعت لحظه اي آن به دست مي دهد:
3-بامقايسه روابط vM و aM نتيجه مي شود:
4-اگردررابطه a=-ω٢x مقدار راقراردهيم براي دوره نوسان به ...
معادله هاي سرعت وشتاب و نيرو درحركت نوساني ساده
الف-معادله سرعت :
مي دانيم سرعت مشتق مكان نسبت به زمان است.بنابراين بامشتق گيري ازمعادله حركت نوساني ساده خواهيم داشت:
معادله بالانشان مي دهدكه سرعت به ازاي بيشينه ميشود.لذامقدارسرعت بيشينه برابرخواهدبودبا:
درلحظه اي كه است، و درنتيجه x=0 است.يعني سرعت بيشينه مربوط به ...
نمودارحركت هماهنگ ساده نوسانگري مطابق شكل مقابل داده شده است.
الف)بسامد زاويه اي وفاز اوليه نوسانگر را تعيين كنيد.
ب)معادله حركت نوسانگر را بنويسيد.
پ)زمانهايt1 و t2 و t3 رابه دست آوريد.
جواب:
الف)ازروي نمودارمعلوم مي شود:x0=-2.5cm وA=5cm ,T=0.1s است خواهيم داشت:
w=2p/T=2p/0.1=20p Rad/s
sin j0 = x0/A=-2.5/5=-0.5 j0=-p/6Or 7p/6 Rad
(رابطه رادرنظربگيريد).چون نموداربه ...
نمودارحركت نوساني ساده
مطابق شكل مقابل هرگاه در دستگاه وزنه-فنر، مدادي را به وزنه وصل كنيم ونوك آنرادرتماس بايك رول كاغذ كه مي تواند با سرعت ثابت بچرخد قرار دهيم،هنگام نوسان وزنه نوك مداد نمودار حركت هماهنگ ساده را رسم خواهد كرد .ملاحظه مي شود كه اين نمودار سينوسي است.محور افقي زمان حركت ومحور قائم مكان نوسانگر را در هر لحظه نشان ...
دامنه نوسانگري 5cm ودوره آن0.2ثانيه است.اگرنوسانگردرلحظهt=0 درفاصله 2.5+سانتي متري مبدانوسان باشد،معادله حركت آنرادرSI بنويسيد.
X0=A sin(j0 ) sinj0 =X0/A
sinj0 = 2.5/5=0.5 j0 =p/6 Rad
X=A sin(wt+j0 )
X=0.05 sin(10pt + p/6) ...