ogarniam.edu.pl Zacznij naukę →Zacznij →

ogarniam.edu.pl · Fizyka · Drgania, fale i dźwiękklasa 8 · fiszki i quiz: ogarniam.edu.pl/sp/8/fizyka/drgania-i-wahadlo/

Fizyka · Drgania, fale i dźwięk · kl. 8

Drgania i wahadło

Huśtawka, struna gitary, wahadło zegara – wszystkie drgają. Poznaj amplitudę, okres i częstotliwość i naucz się czytać wykres drgań.

ok. 3 min czytania10 fiszek8 pytań w quizie🔊 Posłuchaj notatki

1Ruch drgający

  • Ciało porusza się tam i z powrotem wokół położenia równowagi: huśtawka, wahadło, ciężarek na sprężynie.
  • Położenie równowagi to miejsce, w którym ciało pozostawione w spoczynku się nie rusza, bo działające na nie siły się równoważą (np. ciężar i naciąg nici wahadła). Siły nie znikają.
  • Po wychyleniu wypadkowa siła ciągnie ciało z powrotem. Rozpędzone ciało mija położenie równowagi i wychyla się na drugą stronę.

2Amplituda, okres, częstotliwość

  • Amplituda A – największe wychylenie z położenia równowagi [m].
  • Okres T – czas jednego pełnego drgania, tam i z powrotem [s].
  • Częstotliwość f – liczba drgań w ciągu 1 s [Hz]. 1 Hz = 1 drganie na sekundę.
Zapamiętaj

f = 1 przez T – f: częstotliwość [Hz], T: okres [s]. Im dłuższy okres, tym mniejsza częstotliwość.

  • Dane: n = 10 drgań w czasie t = 20 s.
  • Wzory: T = t przez n, f = 1 przez T.
  • Obliczenia: T = 20 s przez 10 = 2 s; f = 1 przez 2 s = 0,5 Hz.
  • Odpowiedź: T = 2 s, f = 0,5 Hz.
Sprawdź, czy rozumiesz

W położeniu równowagi drgającego ciężarka

3Wykres drgań

t [s]x [cm]0123456789−4−3−2−11234A = 3 cmT = 4 soś czasu (x = 0) – położenie równowagi
Wykres x(t): A = 3 cm, T = 4 s
  • Oś czasu to położenie równowagi. Amplitudę odczytujesz od osi do szczytu, a okres – jako czas między dwoma sąsiednimi szczytami.
Uwaga na błąd

Amplituda to nie odległość między skrajnymi położeniami (od szczytu do dołka). To połowa tej odległości.

4Energia w drganiach

  • Wahadło: w skrajnych położeniach prędkość jest zerowa, a energia potencjalna największa. W najniższym punkcie energia kinetyczna jest największa.
  • Wózek na sprężynie: w skrajnych położeniach największa jest energia potencjalna sprężystości, w położeniu równowagi – kinetyczna.
Ep maxEk = 0Ep maxEk = 0Ek maxEp = 0 (poziom odniesienia)h
Przemiany energii w wahadle
  • Opory ruchu zmniejszają amplitudę – drgania gasną, a energia mechaniczna zamienia się w wewnętrzną.
  • Okres wahadła rośnie, gdy wydłużasz nić. Przy małych wychyleniach prawie nie zależy od masy ani od amplitudy.
  • Dodatkowo (poza podstawą): T = 2πpierwiastek z l przez g, gdzie l – długość nici [m], g ≈ 9,81 m/s². Wahadło o długości 1 m ma okres ok. 2 s.
Sprawdź, czy rozumiesz

W którym miejscu wahadło ma największą energię kinetyczną?

✎Ściąga: Drgania i wahadło

Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.

  • f = 1 przez T – f: częstotliwość [Hz], T: okres [s]. Im dłuższy okres, tym mniejsza częstotliwość.
  • Amplituda A – największe wychylenie z położenia równowagi [m].
  • Okres T – czas jednego pełnego drgania, tam i z powrotem [s].
  • Częstotliwość f – liczba drgań w ciągu 1 s [Hz]. 1 Hz = 1 drganie na sekundę.

?Quiz: powtórz przed kartkówką

8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.

  1. 10 drgań trwało 20 s. Okres drgań wynosi

    1. A10 s
    2. B200 s
    3. C2 s
    4. D0,5 s
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: 2 s – T = t : n = 20 s : 10 = 2 s.

  2. Okres drgań wynosi 2 s. Częstotliwość to

    1. A20 Hz
    2. B1 Hz
    3. C2 Hz
    4. D0,5 Hz
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: 0,5 Hz – f = 1 : T = 1 : 2 s = 0,5 Hz.

  3. Częstotliwość drgań wynosi 4 Hz. Okres to

    1. A4 s
    2. B0,25 s
    3. C40 s
    4. D0,4 s
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: 0,25 s – T = 1 : f = 1 : 4 Hz = 0,25 s.

  4. Na wykresie x(t) wychylenie zmienia się od +3 cm do −⁠3 cm. Amplituda wynosi

    1. A0 cm
    2. B1,5 cm
    3. C6 cm
    4. D3 cm
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: 3 cm – Amplitudę liczymy od położenia równowagi (osi czasu) do szczytu.

  5. Na wykresie x(t) kolejne szczyty występują w chwilach 1 s, 5 s i 9 s. Okres drgań wynosi

    1. A4 s
    2. B8 s
    3. C5 s
    4. D1 s
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: 4 s – T to czas między sąsiednimi szczytami: 5 s − 1 s = 4 s.

  6. W położeniu równowagi drgającego ciężarka

    1. Aciężarek ma największą energię potencjalną
    2. Bnie działa żadna siła
    3. Csiły się równoważą
    4. Dciężarek zawsze stoi w miejscu
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: siły się równoważą – Równowaga to równoważenie się sił, a nie ich brak.

  7. W którym miejscu wahadło ma największą energię kinetyczną?

    1. Aw najniższym punkcie toru
    2. Bwszędzie taką samą
    3. Cw punkcie zawieszenia
    4. Dw skrajnych położeniach
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: w najniższym punkcie toru – W najniższym punkcie prędkość jest największa.

  8. Jak zmieni się okres wahadła, gdy wydłużysz nić?

    1. Aspadnie do zera
    2. Bzmaleje
    3. Cnie zmieni się
    4. Dwzrośnie
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: wzrośnie – Dłuższe wahadło waha się wolniej.

Cały dział „Drgania, fale i dźwięk”: ściąga i próbny sprawdzian →

Kartkówka albo sprawdzian już blisko?

Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.

Więcej: Fizyka, klasa 8