akustika, prosim poradte
Potřebuju poradit s těmito příklady, jak se na to přijde:
1) těleso kmitá harmonickým pohybem s periodou 0,5 s, jeho maximální vychylka je 10 cm, v čase t=0 je vychylka nulova. Pokud je čas t zadán v sekundách, pak rovnice pro okamžitou vychylku y v centimetrech má tvar:
a) y= 10*sin(4*pi*t)
b) y=10*sin(4*pi*t+pi/2)
c) y=10*sin(pi*t)
d) y=10*cos(pi*t+pi/2)
2) těleso vykoná při harmonickém pohybu 5 kmitu za 4 s. Jeho maximální vychylka je 4 cm, v čase t=0 je vychylka nulova. Označte správne vztahy pro uhlovou rychlost a vychylku y v závislosti na čase t:
a) omega= 5*pi/2
b) omega= 1,6 * pi
c) y= 0,04*sin(5* pi*t/2)
d) y= 4*sin(1,6*pi*t)
3)
mechanický oscilátor s periodou vlastních netlumenych kmitu T=2 s je maximálně vychýlen z rovnovážne polohy v záporném směru osy y silou o velikosti Fm=3*10-3 N, přitom při vychyleni se vykoná práce W=3*10-5 J. Vyberte správný tvar rce pro okamžitou vychylku y v závislosti na čase t ( hlavni jednotky SI):
a) y=-0,02*sin(pi*t-3*pi/2)
b) y= 0.02*sin(pi* t - Pi/2)
c) y= -0,02*sin(pi*t + pi/2)
d) y= -0,02 * cos ( pi*t)
Moc prosim poraďte, za případnou pomoc předem dik
1) těleso kmitá harmonickým pohybem s periodou 0,5 s, jeho maximální vychylka je 10 cm, v čase t=0 je vychylka nulova. Pokud je čas t zadán v sekundách, pak rovnice pro okamžitou vychylku y v centimetrech má tvar:
a) y= 10*sin(4*pi*t)
b) y=10*sin(4*pi*t+pi/2)
c) y=10*sin(pi*t)
d) y=10*cos(pi*t+pi/2)
2) těleso vykoná při harmonickém pohybu 5 kmitu za 4 s. Jeho maximální vychylka je 4 cm, v čase t=0 je vychylka nulova. Označte správne vztahy pro uhlovou rychlost a vychylku y v závislosti na čase t:
a) omega= 5*pi/2
b) omega= 1,6 * pi
c) y= 0,04*sin(5* pi*t/2)
d) y= 4*sin(1,6*pi*t)
3)
mechanický oscilátor s periodou vlastních netlumenych kmitu T=2 s je maximálně vychýlen z rovnovážne polohy v záporném směru osy y silou o velikosti Fm=3*10-3 N, přitom při vychyleni se vykoná práce W=3*10-5 J. Vyberte správný tvar rce pro okamžitou vychylku y v závislosti na čase t ( hlavni jednotky SI):
a) y=-0,02*sin(pi*t-3*pi/2)
b) y= 0.02*sin(pi* t - Pi/2)
c) y= -0,02*sin(pi*t + pi/2)
d) y= -0,02 * cos ( pi*t)
Moc prosim poraďte, za případnou pomoc předem dik
Odpovědi
Diskuze
T - perioda
1a) y=10*sin(4*pi*t)
T=0,5s=1/2s
ω=2π/T=2π/0,5=4π
y=10*sin(4*pi*0)=0
2) f=5 kmitu za 4= 5/4 s^-1
f=1/T
T=4/5 sec
ω=2π/T=2π*f=2π*5/4=5/2π
2d) omega= 5*pi/2
=================
2c) y= 0,04*sin(5* pi*t/2) [m] - výchylka v metrech
W=3*10-5 J
F=3*10-3 N
A=W=1/2*F*y
y=2*W/F=3*10-5 / 3*10-3=10-2 m = 2*1/100 m = 2cm = 0,02 m
T=2 s
(-) v záporném směru
3d) y= -0,02 * cos ( pi*t)
==========================
1)
kam zmizelo tech pet kmitů, vychylka 4 cm...
2) pry je správně za a) a za c)
také vůbec nevím, jak se to tam dosazuje
3) ve třetím příkladě je prý správné vše
Prosím, vysvetlete :-(
vycházíme ze vztahu y=ym*sin (w*t+fí), kde
y...okamžitá výchylka
ym...maximální výchylka (amplituda)
w(omega)...úhlová rychlost
t...čas
fí...počáteční výchylka
Dále si musíme uvědomit, že vztah pro w je:
w=2*pí*f=(2*pí)/T (T je perioda, f je frekvence)
Teď jen dosazování do vzorce:
y=10*sin((2*pí)/0,5*t+0)=10*sin(4*pí*t)
Je to jednoduché, stačí pouze správně dosadit ty hodnoty do vzorce a dávat pozor na jednotky (m, cm, s atd.)
K té 2: frekvence je počet kmitů za 1 sekundu. Ze zadání víme, že ten oscilátor vykoná 5 kmitů za 4 sekundy. Stačí použít jednoduchou trojčlenku:
5...4
x...1 -> x=5/4 Hz (a to je ta frekvence, dále postupujeme stejně jako u předchozího příkladu).
K té 3: nevíme maximální výchylku (amplitudu), ale víme sílu a práci. Amplitudu vypočítáme ze vztahu W=F*s, kde s je vlastně ta amplituda.