מתלה רוכש משרעת גדולה כאשר דחיפות מגיעות בזמן הנכון. התדר הכוח והריכוך עוזרים לקבוע את התגובה.
בנה את המודל
תנועה הרמונית פשוטה היא תנועה בה האיצוד פרופורציונלי להזזה ומכוון כלפי הנקודה המאוזנת.
התקופה היא הזמן למחזור; התדר הוא הפולרס שלו.
ריכוך מעביר אנרגיה מהמערכת המתנדדת.
תהודה: תגובה גדולה לכוח תקופתי בסמוך לתדר טבעי.
ריכוך: העברת אנרגיה החוצה ממערכת מתנדדת.
תנודה מלאה אחת לוקחת תקופה T; f = 1/T
בחר עדויות שיכולות לבחון אותו
במהירות היא הגדולה ביותר בסמוך לנקודה המאוזנת בתנועה הרמונית פשוטה אידיאלית, בעוד שהגודל של האיצוד הוא הגדול ביותר בהזזה הקיצונית.
תהודה יכולה להתרחש בסמוך לתדר הטבעי תחת דרישה תקופתית, כאשר המשרעת מוגבלת על ידי הריכוך.
במעבדה: מדוד את הזמן עבור מספר רב של תנודות מלאות וחלק. הגדר מחזור באופן עקבי והשתמש בהזזה קטנה כאשר הדגם דורש זאת. שמור על מסלולי המנדול פנויים וקלד השפעות ריכוך במקום להניע תנועה מושלמת.
עבוד מכמויות ידועות
נתון: 20 מחזורים לוקחים 32 שניות.
T=זמן כולל/מחזורים=32/20=1.6 שניות.
תדר=1/T=1/1.6=0.625 Hz.
מרווח זמן כולל קצר יותר יהפוך את שגיאת זמן ההגיבה לשבר גדול יותר במדידה.
תורך: 30 מחזורים לוקחים 45 שניות. מצא את התקופה.
בדוק את המסקנה ואת הגבולות שלה
לא כל תנועה חוזרת היא תנודת גליל פשוטה.
כוח פרופורציונלי להזזה אך הפועל הרחק מאיזון אינו מייצר תנודת גליל פשוטה.
לא נכון: כל תנועה מחזורית עומדת בתנאי התנודות הגליליות הפשוטות. תנודת גליל פשוטה דורשת כוח משחזר פרופורציונלי להזזה ומוכן אל מרכז האיזון. תנועה החוזרת על עצמה - כמו כדור קופץ, מסלול מעגלי - היא מחזורית ללא עמידה בתנאי זה.
מפת מושגים:
תנועה הרמונית פשוטה היא תנועה בה האיצוד פרופורציונלי להזזה ומכוון כלפי הנקודה המאוזנת.
במהירות היא הגדולה ביותר בסמוך לנקודה המאוזנת בתנועה הרמונית פשוטה אידיאלית, בעוד שהגודל של האיצוד הוא הגדול ביותר בהזזה הקיצונית.
שימו לב: לא כל תנועה חוזרת היא תנודת גליל פשוטה.
כתוב מתאודות תקופה של 2.5 שניות
20 מחזור לוקחים 50 שניות.
מצאו את התקופה והתדר. לא כל תנועה תקופתית היא תנודת הרמונית פשוטה.
כתוב מתאודות תדר של 2.5 הרץ
פנדול משלים 10 מחזוריים ב-4.0 שניות.
תקופה = 0.40 שניות, תדר = 1 ÷ 0.40 = 2.5 הרץ — ספור מחזוריים, חלק זמן, הפוך.
כתוב מתאודות בדיקת הגדרת תנודות הרמוניות פשוטות
פנדול בזווית קטנה וכדור הקופץ הם שניהם מחזוריים.
רק הפנדול הוא תנודות הרמוניות פשוטות: כוח מחזיר פרופורציונלי להזזה, מכוון לכיוון איזון — מחזוריות לבדה אינה הקריטריון.
כתוב מתוך תדר כפול
אורך נדוד פשוט מצומצם לרביע.
T ∝ √L, ולכן T מחצית והתדר מכפיל — השורש הוא כל המלך.
חקור
Energy changes during one oscillation
In ideal SHM, speed is greatest at equilibrium while kinetic and potential energy exchange.
נושאים נוספים בIB Diploma Programme · IB Diploma · Physics · SL
