Тест Механические колебания 11 класс
Тест по теме «Механические колебания» 11 класс.
Вариант1.
1. На рисунке показан график зависимости смещения определенной точки колеблющейся струны от времени. Чему равна согласно графику амплитуда колебаний этой точки?
2. Маятниковые часы спешат. Чтобы часы шли точно, необходимо увеличить период колебаний маятника. Что для этого надо сделать? (увеличить или уменьшить массу маятника; увеличить или уменьшить длину маятника).
3. С какой скоростью проходит положение равновесия груз пружинного маятника, имеющий массу 0,1 кг, если жесткость пружины 10 Н/м, а амплитуда колебаний 5 см?
4. Грузик, подвешенный на нити, совершает свободные колебания между точками А и С (см. рисунок). Как направлен вектор ускорения грузика в точке В?
5. Если длину математического маятника уменьшить в 4 раза, то как изменится период его гармонических колебаний?
6. Скорость колеблющейся тележки массой 1 кг изменяется по закону Vx = 4cos10t. По какому закону изменяется ее кинетическая энергия?
7. К пружине жесткостью 40 Н/м подвешен груз массой 0,1 кг. Чему равен период свободных колебаний этого пружинного маятника?
8. На рисунке представлен график зависимости амплитуды А вынужденных колебаний от частоты вынуждающей силы. Чему при резонансе равна амплитуда колебаний?
9. Массу математического маятника увеличили, оставив неизменной его длину. Как изменился при этом период его колебаний?
10. Полная механическая энергия пружинного маятника увеличилась в 2 раза. Во сколько раз изменилась амплитуда колебаний?
11. Амплитуда малых колебаний пружинного маятника 4 см, масса груза 400 г, жесткость пружины 40 Н/м. Чему равна максимальная скорость колеблющегося груза?
12. Если на некоторой планете период колебаний секундного земного математического маятника окажется равным 2 с, то чему равно ускорение свободного падения на этой планете ?
13. За одно и то же время первый математический маятник совершает одно колебание, а второй – три. Во сколько раз отличается нить первого маятника от второго?
14. Груз массой 0,1 кг, привязанный к нити длиной 1 м, совершает колебания. Чему равен момент силы тяжести относительно точки подвеса при отклонении нити от вертикали на угол 30°?
15. Груз массой m, подвешенный к пружине, совершает колебания с периодомБ)
частота
В)
максимальная потенциальная энергия пружины
увеличится
2)
уменьшится
3)
не изменится
16. Брусок, покоящийся на горизонтальном столе, и пружинный маятник, состоящий из грузика и легкой пружины, связаны легкой нерастяжимой нитью через идеальный блок (см. рисунок). Коэффициент трения между основанием бруска и поверхностью стола равен 0,2. Отношение массы бруска к массе грузика равно 8. Грузик маятника совершает колебания с периодом 0,5 с вдоль вертикали, совпадающей с вертикальным отрезком нити. Какова максимально возможная амплитуда этих колебаний, при которой они остаются гармоническими?
17. Скорость тела, совершающего гармонические колебания, меняется с течением времени в соответствии с уравнением = 310–2 sin2t, где все величины выражены в СИ. Какова амплитуда колебаний скорости?
18. Подвешенный на нити грузик совершает гармонические колебания. В таблице представлены координаты грузика через одинаковые промежутки времени. Какова, примерно, максимальная скорость грузика?
20. Маятник совершает N = 20 колебаний за t = (24,0 0,2) с . Согласно этим данным, чему равен период колебаний маятника T с учетом погрешности ?
Тест по теме «Механические колебания» 11 класс.
Вариант2.
1. На рисунке показан график зависимости смещения определенной точки колеблющейся струны от времени. Чему равен согласно графику период колебаний этой точки?
2. Маятниковые часы отстают. Чтобы часы шли точно, необходимо уменьшить период колебаний маятника. Что для этого надо сделать? (увеличить или уменьшить массу маятника; увеличить или уменьшить длину маятника).
3. Какова амплитуда колебаний пружинного маятника, имеющего массу 0,1 кг, если жесткость пружины 10 Н/м, а скорость, с которой груз проходит положение равновесия 0,5 м/с?
4. Грузик, подвешенный на нити, совершает свободные колебания между точками А и С (см. рисунок). Как направлен вектор результирующей силы, действующей на грузик в точке В?
5. Если длину математического маятника увеличить в 4 раза, то как изменится период его гармонических колебаний?
6. Скорость колеблющейся тележки массой 0,5 кг изменяется по закону Vx = 2cos30t. По какому закону изменяется ее кинетическая энергия?
7. К пружине жесткостью 40 Н/м подвешен груз массой 0,1 кг. Чему равна частота свободных колебаний этого пружинного маятника?
8. На рисунке представлен график зависимости амплитуды А вынужденных колебаний от частоты вынуждающей силы. Чему равна при резонансе частота колебаний?
9. Массу математического маятника уменьшили, оставив неизменной его длину. Как изменился при этом период его колебаний?
10. Полная механическая энергия пружинного маятника уменьшилась в 2 раза. Во сколько раз изменилась амплитуда колебаний?
11. Амплитуда малых колебаний пружинного маятника 4 см, жесткость пружины 40 Н/м. Чему равна масса груза, если максимальная скорость колеблющегося груза равна 0,4м/с?
12. Если на некоторой планете период колебаний секундного земного математического маятника окажется равным 2,5 с, то чему равно ускорение свободного падения на этой планете?
13. За одно и то же время первый математический маятник совершает три колебание, а второй – девять. Во сколько раз отличается нить первого маятника от второго?
14. Груз массой 0,1 кг, привязанный к нити длиной 1 м, совершает колебания. Чему равен момент силы тяжести относительно точки подвеса при отклонении нити от вертикали на угол 60°?
Б)
частота
В)
максимальная потенциальная энергия пружины
увеличится
2)
уменьшится
3)
не изменится
16. Брусок, покоящийся на горизонтальном столе, и пружинный маятник, состоящий из грузика и легкой пружины, связаны легкой нерастяжимой нитью через идеальный блок (см. рисунок). Коэффициент трения между основанием бруска и поверхностью стола равен 0,2. Отношение массы бруска к массе грузика равно 8. Грузик маятника совершает колебания вдоль вертикали, совпадающей с вертикальным отрезком нити. Максимально возможная амплитуда этих колебаний, при которой они остаются гармоническими, равна 1,5 см. Чему равен период этих гармонических колебаний?
17. Координата тела, совершающего гармонические колебания, меняется с течением времени в соответствии с уравнением х= 310–2 sin2
18. Подвешенный на нити грузик совершает гармонические колебания. В таблице представлены координаты грузика через одинаковые промежутки времени. Какова, примерно, максимальная скорость грузика?
19. Пружинный маятник совершает незатухающие колебания с периодом 0,5 с. В момент времени t = 0 отклонение груза маятника от положения равновесия максимально. Сколько раз потенциальная энергия маятника достигнет своего максимального значения к моменту времени 2 с?20. Маятник совершает N = 20 колебаний за t = (24,0 0,2) с . Согласно этим данным, чему равен период колебаний маятника T с учетом погрешности ?
Решение задач по теме «Механические колебания» 11 класс.
Урок 27. Решение задач по теме «Механические колебания»
Цели: развитие навыков самостоятельной работы; отработка методов решения задач.
Ход урока
I. Организационный момент
II. Решение задач
Задачи на «3» балла
1. Математический маятник совершает 100 колебаний за 314 с. Определить период колебаний маятника, частоту колебаний и длину нити маятника. (Ответ: 3,1 с; 0,32 Гц; 2,5 м.)
2. Во сколько раз уменьшится период колебаний пружинного маятника, если вместо груза массой 400 г к той же пружине подвесить груз массой 1,6 кг? (Ответ: В 2 раза.)
3. Груз, подвешенный к пружине, совершает 30 колебаний в минуту. Определить период колебаний, частоту и массу груза, если жесткость пружины 24 м. (Ответ: 2 с; 0,5 Гц; 0,2 кг.)
4. Найти отношение периодов двух математических маятников, если длина ними одного маятника 1,44 м, а другого — 0,64 м. (Ответ: 1,5.)
Задачи на «4» балла
1. Тело, прикрепленное к пружине, совершает колебания с некоторым периодом Т. Если увеличить массу тела на 60 г, то период колебаний удваивается. Какова первоначальная масса тела? (Ответ: 20 г.)
2. Маятниковые часы идут правильно при длине маятника 55,8 см. На сколько отстанут часы за сутки, если удлинить маятник на 0,5 см? Маятник считать математическим. (Ответ: 6,4 мин.)
3. Тело, прикрепленное к пружине, совершает колебания с некоторым периодом. Если уменьшить массу груза на 30 г, то период колебаний уменьшится в 2 раза. Найти первоначальную массу груза. (Ответ: 40 г.)
4. На какой угол от вертикали надо отклонить математический маятник длиной 2 м, чтобы груз маятника прошел положение равновесия со скоростью 0,6 м/с? (Ответ: 8° (5°).)
Задачи на «5» баллов
1. За одно и то же время один математический маятник делает 40 колебаний, а второй — 30. Какова длина каждого маятника, если разность их длин 7 см? (Ответ: 9 см; 16 см.)
2. Часы с секундным маятником на поверхности Земли идут точно. На сколько часы будут отставать за сутки, если их поднять на высоту 5 км над поверхностью Земли? Радиус Земли 6400 км. (Ответ: 67,5 с.)
3. За одно и то же время один пружинный маятник делает 10 колебаний, а второй — на пружине с той же жесткостью — 20 колебаний. Определите массы этих маятников, если сумма их масс равна 3 кг. (Ответ: 2,4 кг; 06 кг.)
4. Во сколько раз период колебаний математического маятника на некоторой планете больше, чем на Земле, если радиус планеты вдвое меньше радиуса Земли, а плотности одинаковы? (Ответ: в 1,41 раза.)
Задачи повышенной трудности
1. Как изменится период вертикальных колебаний груза, висящего на двух одинаковых пружинах, если их последовательное соединение заменить параллельным? (Ответ: T1:Т2 = 2 .)
2. Цилиндрический брус находится в вертикальном положении на границе раздела двух жидкостей и делится этой границей на две равные части. Длина бруска l, плотность нижней жидкости ρ1, верхней — ρ2. Найти период малых вертикальных колебаний бруска без учета сил трения. (Ответ: для ρ1 > ρ2.)
III. Подведение итогов урока
Домашнее задание
Р — 419; Р — 420; Р — 421.
Материал для подготовки к ЕГЭ (ГИА) по физике (11 класс) на тему: проверочная работа 11 класс тема: «Электромагнитные колебания»
Электромагнитные колебания
Вариант 1.
Сила тока в колебательном контуре, содержащем катушку индуктивности 10 м Гн, меняется по закону: . Найдите:
- Определить Im – амплитудное значение силы тока;
- Период, частоту и циклическую частоту колебаний;
- Как изменится частота, если ёмкость конденсатора уменьшить в 16 раз?
- Определить емкость конденсатора.
- Напишите уравнение зависимости заряда на обкладках конденсатора от времени: q = q (t),
Вариант 2.
Заряд на обкладках конденсатора емкостью С = 1 нФ колебательного контура меняется по закону
q=2*10-6cos(104 Пt) Кл.
- Найдите амплитуду колебаний заряда qm;
- Период, частоту и циклическую частоту колебаний;
- Как изменится период колебаний в идеальном колебательном контуре, если индуктивность катушки увеличиться в 6 раз?
- Индуктивность катушки L=?
- Построить график зависимости силы тока от времени i= i(t).
Вариант 3.
Напряжение в колебательном контуре изменяется по закону: u=25sin(50Пt)В, электроёмкость конденсатора С=10 пФ
- Определите амплитудное значение напряжения Um
- Период, частоту и циклическую частоту колебаний
- Как изменится циклическая частота, если в колебательном контуре заменят конденсатор на другой, с меньшей в 10 раз емкостью?
- Найти действующую силу тока в цепи
- Построить график зависимости силы тока в цепи от времени: i= i(t).
Вариант 4.
Заряд в колебательном контуре с катушкой индуктивности 10 м Гн меняется по закону:
q=2*10-6cos(500 Пt) Кл
- Определите амплитудное значение электрического заряда qm;
- Определите период колебаний и циклическую частоту
- Как изменится период колебаний, если заменят конденсатор на другой, с меньшей в 36 раз емкостью?
- Найти напряжение на пластинах конденсатора
- Запишите уравнение зависимости силы тока в контуре от времени i= i(t).
Вариант 5.
Сила тока изменяется по закону: i=0,5sin(10Пt) А. Индуктивность катушки L=1 мГн.
- Определить Im – амплитудное значение силы тока;
- Период, частоту и циклическую частоту колебаний;
- Определить ёмкость конденсатора.
- Как изменится частота колебаний в идеальном колебательном контуре, если емкость конденсатора уменьшится в 4 раза?
- Напишите уравнение зависимости заряда на обкладках конденсатора от времени:q=q(t),
Вариант 6.
Напряжение на конденсаторе 0,1 мк Ф в колебательном контуре изменяется по закону: u=20cos(105Пt.)В
- Определите амплитудное значение напряжения Um
- Период, частоту и циклическую частоту колебаний
- Определить индуктивность катушки L.
- Как изменится период колебаний в идеальном колебательном контуре, если емкость конденсатора уменьшится в 9 раз?
- Построить график зависимости заряда от времени q=q(t)
План-конспект урока по физике (11 класс) по теме: Зачет по теме «Механические и электромагнитные колебания», 11-й класс
Зачет по теме «Механические и электромагнитные колебания», 11-й класс
Цели урока:
- Осуществить проверку знаний, умений и навыков по пройденной теме с учётом индивидуальных особенностей каждого учащегося.
- Стимулировать сильных учеников на расширение их деятельности на уроке с помощью привлечения их в качестве консультантов к наиболее слабым ученикам, и тем самым к повышению собственного рейтинга.
- Повышать мотивацию слабых учащихся на получение хорошей оценки за счёт коллективной работы.
Методы достижения поставленных целей:
- Составление индивидуальных карточек с разноуровневыми заданиями, позволяющие ученику самостоятельно сделать выбор тех из них, которые он считает посильными для себя.
- Организация работы консультантов по оказанию помощи слабым ученикам, позволяющая уменьшить эмоциональную напряжённость урока.
План урока.
- Организационный момент.
- Раздача карточек индивидуальных заданий с комментариями об уровне их сложности.
Карточки содержат 4 типа заданий:
- Знание физических формул по данной теме (по 4).
- Основные физические понятия из данной темы (по 2).
- Проведение аналогии между механическими и электрическими колебаниями.
- Задача среднего уровня сложности.
- Индивидуальная работа учащихся с персональными карточками.
- Организация работы консультантов по оказанию помощи слабым ученикам. (Консультант вписывает свою фамилию на карточке ученика, которому он помогает).
Примерные варианты индивидуальных карточек-заданий.
Далее я привожу пример 4 вариантов индивидуальных карточек-заданий. Впрочем, каждый более или менее опытный учитель способен самостоятельно придумать аналогичные карточки.
Зачёт № 2: Механические и электромагнитные колебания
Фамилия, имя___________________________________________________
1.Формулы
Уравнение свободных механических колебаний |
|
Циклическая частота свободных электромагнитных колебаний |
|
Энергия механических колебаний |
|
Емкостное сопротивление |
|
2. Основные понятия.
1.Материальная точка, подвешенная на невесомой нерастяжимой нити называется___________________________
2.Величина, определяющая состояние колебательной системы в любой момент времени при заданной амплитуде, называется_____________________________________________
3. Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями.
Механические колебания | Электромагнитные колебания |
Изменяются: Координата, скорость, ускорение | Изменяются: |
Порождаются силой упругости и тяжести | Порождаются |
Масса |
|
Сила трения |
|
Полная энергия колебательной системы: W= kx 2/2+ mv 2/2 | Полная энергия колебательной системы: |
Wк =mvm 2/2 |
|
W= kxm 2/2 |
|
4.Задача. (Консультант______________________________________________)
На какое расстояние надо отвести груз массой 0,64 кг, закреплённый на пружине жесткостью 400 Н/м, чтобы он проходил положение равновесия со скоростью 1м/с?
Зачёт № 2: Механические и электромагнитные колебания
Фамилия, имя___________________________________________________
1.Формулы
Решение уравнения свободных механических колебаний |
|
Формула Томсона |
|
Связь циклической частоты с линейной |
|
Действующее значение напряжения |
|
2. Основные понятия.
1.Промежуток времени, через который процесс полностью повторяется называется______________________
2.Резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний при совпадении собственной частоты колебательной системы с частотой вынуждающей силы называется механическим_______________________________________
3. Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями.
Механические колебания | Электромагнитные колебания |
Изменяются: Координата, скорость, ускорение | Изменяются: |
Порождаются силой упругости и тяжести | Порождаются |
Масса |
|
Сила трения |
|
Полная энергия колебательной системы: W= kx 2/2+ mv 2/2 | Полная энергия колебательной системы: |
Wк =mvm 2/2 |
|
W= kxm 2/2 |
|
4.Задача. (Консультант______________________________________________)
Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 400 пФ и катушки индуктивностью 10 мГн. Найти амплитуду колебаний силы тока , если амплитуда колебаний силы тока равна 500 В.
Зачёт № 2: Механические и электромагнитные колебания
Фамилия, имя___________________________________________________
1.Формулы
Период колебаний пружинного маятника |
|
Полная энергия механической колебательной системы |
|
Полное сопротивление цепи, содержащей Конденсатор , катушку и активное сопротивление |
|
Действующее значение силы тока |
|
2. Основные понятия.
1.Число колебаний за 2 ? секунд называется_____________________________________________________
2.Колебания происходящие по закону синуса или косинуса называются_________________________________
3. Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями.
Механические колебания | Электромагнитные колебания |
Изменяются: Координата, скорость, ускорение | Изменяются: |
Порождаются силой упругости и тяжести | Порождаются |
Масса |
|
Сила трения |
|
Полная энергия колебательной системы: W= kx 2/2+ mv 2/2 | Полная энергия колебательной системы: |
Wк =mvm 2/2 |
|
W= kxm 2/2 |
|
4.Задача. (Консультант______________________________________________) В колебательном контуре с индуктивностью 0,2 Гн амплитуда колебаний силы тока равна 40мА. Найти энергию электрического поля конденсатора в то момент, когда мгновенное значение силы тока в 2 раза меньше амплитудного.
Зачёт № 2: Механические и электромагнитные колебания
Фамилия, имя___________________________________________________
1.Формулы
Период колебаний математического маятника |
|
Условие наступления резонанса |
|
Уравнение свободных электромагнитных колебаний |
|
Формула Томсона |
|
2. Основные понятия.
1.Колебания, происходящие только за счёт внутренних сил системы, возникающие после выведения системы из состояния равновесия называются___________________________________________________
2.Простейшая система, в которой могут возникать свободные электромагнитные колебания, состоящая из катушки и конденсатора называется___________________________________________________________
3. Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями.
Механические колебания | Электромагнитные колебания |
Изменяются: Координата, скорость, ускорение | Изменяются: |
Порождаются силой упругости и тяжести | Порождаются |
Масса |
|
Сила трения |
|
Полная энергия колебательной системы: W= kx 2/2+ mv 2/2 | Полная энергия колебательной системы: |
Wк =mvm 2/2 |
|
W= kxm 2/2 |
|
4.Задача. (Консультант______________________________________________)
Во сколько раз изменится период колебаний математического маятника при увеличении длины нити в 4 раза?
Учебно-методический материал по физике (11 класс) на тему: Контрольная работа по теме: «Механические волны. Электромагнитные волны»
Урок № 31.
Тема: Контрольная работа по теме: «Механические волны. Электромагнитные волны»
Цели: проверить: умение решать текстовые задачи по изученным темам
Задачи урока: Образовательная: обобщить знания по теме: «Механические волны. Электромагнитные волны», провести контроль знаний учащихся.
Развивающая: продолжить совершенствование навыков решения задач с учетом теоретических знаний; развивать внимание
Воспитательная: воспитывать бережное отношение ко времени.
Оборудование: Индивидуальные карточки; тетрадь.
Ход урока
Организационный этап.
Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся.
Сегодня на уроке мы с вами проверим наши знания по теме «Механические волны. Электромагнитные волны». Проверим свои умения в решении текстовых задач изученных видов;
Но для начала давайте вспомним соответствующие правила.
Учитель задаёт критерии оценки.
Молодцы. Не забудьте после написания работы самостоятельно ее проверить.
Выявление знаний, умений и навыков, проверка уровня сформированности у учащихся общеучебных умений.
Рефлексия (подведение итогов занятия)
Оцените свою работу на уроке.
Знания по какой теме мы сегодня проверяли?
Что такое величина?
Какие величины вы знаете?
Кто считает, что хорошо справился с контрольной работой?
Кто еще сомневается в своих знаниях по данной теме?
Д/З Повт. § 42-58
Тренажёр по физике (11 класс) на тему: Самостоятельная работа по теме «Механические колебания» 11 класс
Вариант 1
1. Какие колебания называются вынужденными? Приведите пример.
2. Точки совершают гармонические колебания вдоль оси Ох с амплитудой А = 0,2 м. Какой путь s пройдет точка, сделав 5 полных колебаний?
3. По графику (см. рисунок) определите амплитуду колебаний, период, линейную и циклическую частоты колебаний. Запишите уравнение колебательного движения. Чему равна длина нити математического маятника?
4. Во сколько раз изменился период колебания маятника в ракете, стартующей с поверхности Земли вертикально вверх с ускорением a = 30 м/с2.
5. Два математических маятника, один длиной l1 = 10 см, другой – l2 = 20 см, совершает колебания с одинаковыми угловыми амплитудами. Определите периоды колебаний маятников и отношение их энергий, если массы шариков одинаковы.
Вариант 2
1. Какие колебания называются свободными? Приведите пример.
2. Тело совершает гармонические колебания вдоль оси Ox. Расстояние между точками, в которых скорость тела равна нулю, – 4 см. Определите амплитуду А гармонических колебаний.
3. Материальная точка массой 100 г совершает колебания по закону х = 0,1 sin π 0,8t. Найти максимальную силу, действующую на нее, ее полную механическую энергию. Если сказанное относится к математическому маятнику, то какова его длина? Если к грузу на пружине, то какова жесткость пружины? Постройте график движения данной колебательной системы.
4. На рисунке представлен график зависимости потенциальной энергии математического маятника (относительно положения его равновесия) от времени. Чему равна в момент времени, соответствующий на графике точке D, полная механическая энергия маятника.
5. Математический маятник длиной l = 50 см совершает гармонические колебания с амплитудой А = 1 см. Найдите модуль ускорения маятника в положении, когда его смещение от положения равновесия равно половине максимального.
Вариант 3
1. Что называется математическим маятником?
2. Составьте уравнение гармонических колебаний, если амплитуда колебаний А = 4,0 см, а частота колебаний ν = 50 Гц. Постройте график движения данной колебательной системы.
3. Период колебаний потенциальной энергии горизонтального пружинного маятника 1 с. Каким будет период ее колебаний, если массу груза маятника увеличить в 2 раза, а жесткость пружины вдвое уменьшить?
4. Кинетическая энергия движущегося тела Ек = 2 Дж, а модуль импульса р = 4 кг·м/с. Тело подвесили к упругой пружине с жесткостью k = 800 Н/м. Определите циклическую частоту ω малых колебаний тела на пружине.
5. Каково отношение длин двух математических маятников, если один из них совершает 31 колебание за то же время, за которое второй совершает 20 колебаний?
—————————————————————————————————————
Вариант 4
1.Как будет изменяться период колебаний математического маятника, если его удалить от поверхности Земли на значительное расстояние?
2. Составьте уравнение гармонических колебаний, если амплитуда колебаний A = 4,0 см, а частота колебаний ν = 50 Гц.
3. По графику (см. рисунок) определите амплитуду колебаний, период, линейную и циклическую частоты колебаний. Запишите уравнение колебательного движения. Чему равна жесткость пружины пружинного маятника, если масса груза 200г?
4. На гладком горизонтальном столе лежит шар массой m = 280 г, прикрепленный к легкой горизонтально расположенной пружине с жесткостью k = 300 Н/м. Чему равна амплитуда колебаний шара, если максимальная скорость колеблющегося шара 1 м/с? Чему равна полная механическая энергия шара?
5. Из двух математических маятников один совершил 10 колебаний, а другой за то же время 6 колебаний. Найдите длину каждого маятника, если сумма их длин равна 42,5 см.
————————————————————————————————————————————
Вариант 5
1. Как изменяются скорость и ускорение шарика при колебательном движении? Ответ обоснуйте.
2. Груз, подвешенный на пружине жесткостью 400 Н/м, совершает свободные гармонические колебания. Какой должна быть жесткость пружины, чтобы частота колебаний этого груза увеличилась в 2 раза?
3. На рисунке представлен график зависимости потенциальной энергии математического маятника (относительно положения его равновесия) от времени. Чему равна кинетическая энергия маятника в момент времени t=2с.
4. Из двух математических маятников один совершил 10 колебаний, а другой за то же время 6 колебаний. Найдите длину каждого маятника, если сумма их длин равна 42,5 см.
5. Математический маятник длиной l = 50 см совершает гармонические колебания с амплитудой А = 1 см. Найдите модуль ускорения маятника в положении, когда его смещение от положения равновесия равно половине максимального.
Вариант 6
1. Груз массой 50 г, прикреплённый к лёгкой пружине, совершает свободные колебания. График зависимости координаты x этого груза от времени t показан на рисунке. Чему равна жёсткость пружины?
2. Два маятника 1 и 2 совершают гармонические колебания по законам x1(t) = 9sin2t и x2(t) = 3cos2t. Сравните фазы колебаний этих маятников.
3. Математический маятник длиной 1м установлен в лифте, который движется вниз разгоняясь с ускорением 3 м/с2. Чему равен период колебаний этого маятника? 4. Как изменится период колебаний маятника, если его перенести из воды в воздух? 5. За одно и то же время один пружинный маятник делает 10 колебаний, а второй — на пружине с той же жесткостью – 20 колебаний. Определите массы грузов маятников, если сумма их масс равна 3 кг.
Учебно-методический материал по физике (11 класс) на тему: 11 кл — Самостоятельная работа по теме «Механические колебания маятника»
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Самостоятельная работа по теме «Механические колебания» в 11 классеСамостоятельная работа проводится после изучения главы «Механические колебания».При составлении теста использовались материалы КИМов последних изданий.Работа расчитана на 15 минут….
Методические рекомендации для самостоятельного изучения темы: «Электромагнитные колебания»Материал состоит из 4-х блоков, которые включают: основные положения темы, тесты самоконтроля, примеры решения задач и задачи для самостоятельного решения. Данные методические рекомендации позволят по…
Самостоятельная работа по теме «Механические колебания» 11 классСамостоятельная работа представлена в шести вариантах, 5 заданий в каждом. Временной регламент и количнство выполненных заданий определяются уровнем подготовки класса по данной теме….
Исследование периода колебания маятника от длины подвесаПрезентация лабораторной работы в 9 классе…
Самостоятельная работа по теме «Механические колебания»Работа выполнена в 6 вариантах. Содержит 4 задания — работа с графиком колебаний и задачи на расчет периода нитяного и пружинного маятника…
Самостоятельная работа по теме: «Колебания и волны»Данную самостоятельную работу можно предложить учащимся при подготовке к контрольной работе «Колебания и волны»…
Самостоятельная работа по теме » Механические колебания»Данная работа может быть использована для проверки знаний по теме в 9,10 и 11 классах А так при подготовке к ОГЭ и ЕГЭ в 9 и 11 классах…
| 95,99 | ISO / TC 110 / SC 2 |
| 95.99 | ISO / TC 110 |
| 95,99 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 90.92 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 90.93 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 20.00 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 95.99 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 90.93 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 95.99 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 90.93 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 60,60 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 95.99 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 60.60 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 95,99 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 95.99 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 95,99 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 95.99 | ISO / TC 23 / SC 2 |
| 95,99 | ISO / TC 23 / SC 3 |
| 90.93 | ISO / TC 23 / SC 2 |
| 95,99 | ISO / TC 23 / SC 2 |
| 90.93 | ISO / TC 23 / SC 2 |
| 60.60 | ISO / TC 23 / SC 2 |
| 90.93 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 90.93 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 60.60 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 95.99 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 95,99 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 90.93 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 95,99 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 95.99 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 60.60 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 90.93 | ISO / TC 108 / SC 4 |
| 95,99 | ISO / TC 127 / SC 2 |
| 95.99 | ISO / TC 127 / SC 2 |
| 95,99 | ISO / TC 127 / SC 2 |
| 60.60 | ISO / TC 127 / SC 2 |
Удары и вибрации | Hindawi
Research Article
05 Oct 2020
Обновление конечно-элементной модели на основе функции частотной характеристики с использованием модели машины экстремального обучения
Юй Чжао | Zhenrui Peng
В этом документе представлена суррогатная модель на основе функции частотной характеристики (FRF-) для обновления модели конечных элементов (FEMU). Машина с экстремальным обучением (ELM) представлена как суррогатная модель модели конечных элементов (FEM) для построения взаимосвязи между параметрами обновления и структурными реакциями.Для дальнейшего улучшения возможности обобщения входные веса и смещения ELM оптимизируются с помощью алгоритма оптимизации китов на основе траектории полета Леви (LWOA). Затем LWOA также применяется для получения наилучших результатов обновления, где целевая функция определяется разницей между аналитическими данными FRF и экспериментальными данными. Наконец, плоская ферма используется для демонстрации производительности предложенного метода. Результаты показывают, что по сравнению с поверхностью отклика второго порядка (RS), радиальной базисной функцией (RBF), традиционным ELM и другими оптимизированными ELM модель LWOA-ELM имеет более высокую точность прогнозирования.После обновления данные FRF и частоты имеют значительное совпадение с экспериментальной моделью. Предлагаемый метод FEMU осуществим.
Исследовательская статья
05 октября 2020
Прогнозирование оставшегося срока службы и диагностика неисправностей подшипников качения на основе кратковременного преобразования Фурье и сверточной нейронной сети
Шуанг Чжоу | Маохуа Сяо | … | Guosheng Geng
Подшипники качения играют ключевую роль во вращающемся оборудовании. Прогнозирование оставшегося срока службы и диагностика неисправностей подшипников имеют решающее значение для технического обслуживания на основе состояния.Однако традиционные методы, управляемые данными, обычно требуют ручного извлечения признаков, что требует обширной теории обработки сигналов в качестве поддержки и затрудняет контроль эффективности. В этом исследовании был предложен метод прогнозирования оставшегося срока службы подшипников и диагностики неисправностей на основе кратковременного преобразования Фурье (STFT) и сверточной нейронной сети (CNN). Во-первых, STFT был принят для построения частотно-временных карт необработанных исходных сигналов вибрации, которые могут гарантировать истинное и эффективное восстановление характеристик неисправности в сигналах вибрации.Затем карты время-частота обучения использовались как входные данные CNN для обучения сетевой модели. Наконец, частотно-временные карты тестовых сигналов были введены в сетевую модель для завершения прогноза срока службы или выявления неисправностей подшипников качения. Наборы данных о жизненном цикле подшипников качения из интеллектуальной системы управления были применены для проверки предложенного метода прогнозирования срока службы, показав, что его точность достигает 99,45%, а прогнозируемый эффект хороший. Было проведено множество проверочных экспериментов для проверки предложенного метода диагностики неисправностей с использованием открытых наборов данных из Университета Кейс Вестерн Резерв.Результаты показывают, что предложенный метод позволяет эффективно идентифицировать классификацию неисправностей, а точность может достигать 95,83%. Сравнение с классификационными эффектами диагностики неисправностей нейронной сети обратного распространения (BP), оптимизации роя частиц (BP) и генетического алгоритма (BP) еще раз доказывает его превосходство. Доказано, что предлагаемый в этой статье метод обладает сильной способностью к адаптивному извлечению признаков, прогнозированию срока службы и идентификации неисправностей.
Научно-исследовательская статья
05 октября 2020 г.
Разработка изоляции качания для смягчения воздействия на приподнятые резервуары с водой при сейсмических и ветровых опасностях
Хасан Алемзаде | Хамзех Шакиб | Mohammad Khanmohammadi
Надземные резервуары для воды относятся к категории стратегических компонентов систем водоснабжения в современном городском управлении.Прошедшие землетрясения показали высокую уязвимость этих сооружений. В этой статье исследуется развитие изоляции качания (RI) этих структур в качестве метода смягчения последствий. С использованием аналитического подхода разработана динамическая модель для двух случаев изоляции: (1) на основании постамента и (2) под резервуаром. Модель включает упрощенную аналогию для моделирования системы жидкостного резервуара, которая модифицирована для резервуара при колебательных движениях. На основе динамики качающихся конструкций выведены уравнения переходов движения, удара и подъема.Затем на образце конструкции выполняется анализ истории свободных колебаний и сейсмических откликов. Обсуждается влияние RI на динамические и сейсмические отклики опоры и компонентов системы резервуаров с жидкостью. Влияние различных корпусов РУ, высоты пьедестала и уровней заполнения резервуара изучается для группы конструкций, возбуждаемых ансамблем колебаний грунта. Учитывая, что система может быть уязвима для других боковых нагрузок, также изучаются комбинированные эффекты сейсмических и ветровых опасностей.Предполагается, что ветровые нагрузки действуют статически и одновременно с сейсмическими возбуждениями. Результаты показывают, что первый случай RI снижает требования к ускорению среднеэтажных и высоких конструкций, тем самым снижая требования к конструкции до 50% от системы с фиксированным основанием. Однако второй случай RI практически не влияет на производительность системы, улучшая отклик только среднеэтажных конструкций. Оба случая RI также усугубляют волновые колебания и увеличивают требования к надводному борту.Наконец, несмотря на то, что сочетание сейсмических и ветровых опасностей почти не влияет на эксплуатационные характеристики, требования к усилиям конструкций увеличиваются на 10%.
Исследовательская статья
01 окт.2020
Влияние содержания влаги на способность песчаника к разрыву из-за действий по замораживанию-оттаиванию
Кешенг Ли | Маотун Ли | … | Depeng Ma
Процессы содержания влаги (MC) и замораживания-оттаивания (F-T) имеют важное влияние на механические свойства породы и ее склонность к горному разрушению в холодных регионах.Кроме того, прочность породы на одноосное сжатие (UCS) имеет большое значение при оценке устойчивости горных пород к атмосферным воздействиям, морозостойкости и способности горных пород к разрыву. В этом исследовании использовались UCS породы и индекс устойчивости породы к разрыву, включая индекс упругой энергии (), индекс энергии удара (), индекс энергии упругой деформации ( E S ) и модифицированные значения индекса хрупкости (BIM). измеряется лабораторными испытаниями. Эти тесты были реализованы в шести различных MC (0, 0.58, 1.06, 1.82, 2,43 и 2,80%) и 20 циклов F-T. Установлена взаимосвязь между механическими свойствами горных пород, взрывобезопасностью горных пород и MC после повреждений от замораживания-оттаивания, а также выявлен механизм контроля влажности на механические свойства и склонность горных пород к взрыву в холодных регионах. Результаты испытаний на одноосное сжатие показали, что UCS породы значительно уменьшается с увеличением MC. Под действием циклов F-T,,, и E S уменьшаются с увеличением MC, а BIM породы постепенно увеличивается.Это указывает на то, что тенденция к взрывам песчаника уменьшается с увеличением MC. Для расчета, E S и BIM образцов песчаника были установлены и предложены новые эмпирические уравнения для различных MC после 20 циклов F-T.
Исследовательская статья
01 окт.2020
Принцип инвариантного напряжения в окружающих породах скважины при условии равного давления в массиве глубоких горных пород
Xiangye Wu | Цзинъя Ван | … | Eryu Wang
На основе теории гидростатического давления начального напряженного состояния горной массы в сочетании с центральной идеей Сен-Венана, принцип неизменного напряжения окружающей горной массы скважины при условии равного давления в глубинной горной массе: выдвигать. Численное моделирование используется для изучения свойств окружающей породы и формы сечения различных отверстий, глубины пластической зоны, диапазона воздействия напряжений и взаимосвязи между ними.Результаты исследования показали следующее. (1) В текущем диапазоне глубин разработки трудно достичь предела, равного 5-кратному радиусу ствола скважины при условии неизменного давления глубинного горного массива, и это оказывает значительное влияние на ближнюю зону и относительно небольшое влияние на дальнее поле, отражающее эффект локализации диапазона воздействия напряжений. (2) Увеличение диапазона воздействия напряжений в основном смещается наружу с увеличением диапазона пластической зоны, а его наклон невысокий и имеет тенденцию быть горизонтальным, а величина увеличения незначительна.(3) Когда диапазон разрушения пластической зоны ствола скважины невелик, диапазон влияния напряжения не изменяется сам по себе, что отражает неизменность напряжения мелкомасштабного разрушения окружающей породы скважины. Результаты исследований подтверждают принцип неизменности напряжений окружающей породы скважины при условии равного давления глубинного горного массива, что согласуется с центральной идеей Сен-Венана.
Исследовательская статья
01 октября 2020 г.
Применение функции Fusion с использованием коаксиального сигнала вибрации для диагностики подшипников качения
Цзин Цзяо | Цзяньхай Юэ | … | Zhunqing Hu
Исследование неисправностей подшипников качения (REB) на основе анализа сигнала вибрации одного датчика является очень распространенным. Однако информация, предоставляемая отдельным датчиком, очень ограничена, а надежность системы оставляет желать лучшего. В этой статье предлагается новый метод диагностики неисправностей, основанный на слиянии характеристик коаксиального сигнала вибрации (CVSFF), чтобы полностью проанализировать мультисенсорную информацию системы и построить более надежную диагностическую систему. Метод ансамблевого разложения по эмпирическим модам (EEMD) используется для разложения исходного сигнала вибрации на ряд функций собственных мод (IMF).Затем вводится автокорреляционный анализ для уменьшения случайного шума, остающегося в IMF. После этого энтропия Реньи рассчитывается как характеристика подшипников. Наконец, характеристики коаксиального сигнала вибрации объединяются многоядерной машиной опорных векторов обучения (MKL-SVM) для классификации условий подшипников. Чтобы проверить эффективность метода CVSFF в диагностике REB, выбраны восемь наборов данных из центра данных подшипников Case Western Reserve University. Результаты классификации неисправностей демонстрируют, что предложенный подход является ценным инструментом для обнаружения неисправностей подшипников, а функция предохранения от коаксиальных датчиков повышает точность классификации неисправностей для REB.
.Испытания на вибрацию и анализ вибрации
Обеспечьте целостность вашей автомобильной продукции с помощью анализа вибрации, механического удара и испытаний на вибрацию, предоставляемых Intertek.
Вибрационные испытания, анализ вибрации и механические удары помогают настроить автомобильные продукты на прочность конструкции и первостепенное восприятие транспортного средства с помощью таких методов, как резонансный поиск и удержание, оценка резонанса приспособлений, индивидуальный дизайн и изготовление приспособлений, воспроизведение образцов данных дороги и / или событий, тестирование спектра ударной реакции (SRS), тестирование на гудение, писк и дребезжание (BSR) и многое другое.
Посмотрите наш вебинар по запросу
Встряхивая вещи с помощью вибрационных испытаний
Наши лаборатории вибрационных испытаний по всей территории США, включая Гранд-Рапидс и Плимут, штат Мичиган; Кортленд, Нью-Йорк; Лексингтон, Кентукки; и Боксборо, штат Массачусетс, — объединились, чтобы помочь Intertek предложить непревзойденный опыт и знания в области автомобильных испытаний. Например, электродинамические (ED) вибростенды можно использовать для ускоренного стресс-тестирования (AST), возможности высоко ускоренного испытания на срок службы (HALT) могут быть реализованы на практике для обеспечения постоянной надежности продуктов, а также для использования возможностей проверки режима отказа (FMVT®). Запатентованный Intertek модуль резонансной ударной вибрации в приложениях для выявления реальных режимов отказов и повышения надежности.
Дополнительные возможности включают в себя ударные испытания, анализ вибрации, моделирование камер окружающей среды, сбор данных, настраиваемые элементы управления испытательным оборудованием и программное обеспечение и многое другое, помогая вам выполнить все ваши автомобильные испытания и стандартные требования к сертификации в одном месте — Intertek.
Стандарты, которые мы тестируем:
- GMW 3172
- GMW 3431
- GMW 8287
- GMW 15570
- GMW 3191
- GM 9123P
- Ford CETP 00.00-L-412
- Ford WCR 00.00EA-D11
- Chrysler PF-8982
- Toyota TSC7000G
- Nissan Design Specification 25100NDS00 [11]
- Hyundai / Kia Motor ES95400-10
Тесты, которые мы предлагаем:
Испытания на вибрацию-
- Резонансные поиски и жилые помещения
- Проектирование и изготовление приспособлений по индивидуальному заказу
- Оценка резонанса приспособлений
- Комбинированная вибрация и окружающая среда
- Электродинамические (ED) вибростенды могут использоваться для ускоренных нагрузочных испытаний (AST)
- Мониторинг деформации во время вибрации
Возможности вибрации-
- Тип встряхивателя: электродинамический (ED)
- Типы вибрации: синусоидальная, случайная, синусоидальная на случайную, случайная на случайную
- Ось: одиночная
- Ход: до 3 дюймов в упак.
- Сила: до 25000 фунт-сила
- Ускорение: 227 Gpk без таблицы
- 92 Gpk до 160 фунтов
- 44 Gpk до 460 фунтов
- 27 Gpk до 80 0 фунтов
- Скорость: 80 дюймов / с, 105 дюймов / с с перерывами
- Полезная нагрузка: до 1000 фунтов (больше для пользовательских тестов, если имеется возможность балансировки массы)
Возможности механического удара —
- Тип встряхивателя: Электродинамический (ED)
- Ось: одиночный
- Ход: до 3 дюймов в пик-пик
- Ускорение / продолжительность: 330G / 4 мс до 50 фунтов
- 250G / от 6 мс до 80 фунтов
- 135G / от 11 мс до 100 фунтов
- 80G / 15 мс до 70 фунтов
- 50G / 18 мс до 500 фунтов
- Полезная нагрузка: до 1000 фунтов (больше для пользовательских тестов, если имеется возможность балансировки массы)
Возможности удара при падении-
- Тип удара: полусинусоидальный, пилообразный, трапециевидный
- Ускорение / продолжительность: 1000G / 1 мс, 500G / 2.5 мс, 200 ГБ / xx мс, 100 ГБ / xx мс и т. Д.
- Полезная нагрузка: до 1000 фунтов
Вибрация / механический удар Пользовательские возможности —
- Пример данных дороги или события и воспроизвести
- Использование усталости спектр повреждений (FDS) для увеличения уровней вибрации и сокращения времени
- Тестирование спектра ударной реакции (SRS)
Вибрационное крепление —
Конструкция:
- Специальная конструкция испытательного приспособления (Solid Works)
- Принять клиента данные в исходных форматах Solid Works, Parasolid, IGS или STP.
- Анализ методом конечных элементов (FEA) с использованием алгоритма по мере необходимости.
- Сварка алюминия, стали, MIG, TIG
- Легкий доступ к станкам с ЧПУ, лазерной, водоструйной, электроэрозионной резке и порошковой окраске
Приставка для испытания образца:
- Вибрационные переходные пластины используют 3/8 ”- 16 отверстий по центру 2 дюйма
- Размеры пластин варьируются от 12 дюймов x 12 дюймов до 72 дюймов x 72 дюймов, наиболее распространенными являются 24 x 24 дюйма
Возможности высокоускоренных испытаний на срок службы (HALT) —
- Программируемый темп / выдержка
- Стол: до 4 футов на 4 фута
- Высота: до 35 дюймов
- Диапазон температур: от -80 ° C до 180 ° C обычно, от -100 ° C до 200 ° C с перерывами nt
- Скорость изменения температуры: до 50 ° C / мин
- Тип вибрации: квазислучайный 6-осевой пневматический пневмоудар
- Ускорение: среднеквадратичное значение 50G ниже 3 кГц, среднеквадратичное значение 70G ниже 10 кГц
- Диапазон частот: 100-10 000 Гц
Возможности проверки режима отказа (FMVT®) —
- FMVT® — это процесс, который может выполняться разными способами, часто с использованием запатентованной Intertek модуля резонансной ударной вибрации в приложениях, чтобы выявить реальные режимы отказа, чтобы помочь с ростом надежности.
- Программируемый темп / выдержка
- Шестосевой вибростенд FMVT
- Размеры камеры: 71 x 54 x 47 дюймов в высоту
- Диапазон температур: от -80 ° C до 180 ° C типично
- Скорость изменения температуры: до 30 ° C / мин
- Ускорение: 50 Гпк
- Диапазон частот: 1 — 10 000 Гц
Другие возможности:
Камеры для прохода —
- Моделируемые климатические камеры
- Программируемое ускорение / выдержка
- Много размеров до 20 футов x 9 футов x 9 футов
- Диапазон температур: от -80 ° C до 177 ° C
- Диапазон влажности: от <10% до> 95% относительной влажности
- Механическое охлаждение и / или охлаждение жидким азотом
- Пар или аэрация образование водяного тумана
- Механическое охлаждение и / или осушение адсорбционного осушителя
Тележка для испытания воды —
- Программируемая скорость / выдержка
- Назначение: Поставка горячей / холодной воды по запросу 90 022 Тип: Пропорциональный клапан с двойным теплообменником
- Диапазон температур: от 1 ° C до 210 ° C
- Расход: 10 галлонов в минуту
- Применения: Подача воды с регулируемой температурой, ускоренные стресс-тесты
Инфракрасное (ИК) Нагревание от солнечных лучей Панель лампы —
- Пропорционально регулируется температурой поверхности, мощностью черного тела или солнечной тепловой мощностью
- Размер: (2) панели 4 x 4 дюйма с 42 лампочками
- Мощность: 10 500 Вт каждая
- Применение: Моделирование солнечного излучения , повышенная температура поверхности для внутренних / внешних автомобильных сборок (неактиничные эффекты)
Electrical Lab-
- Электрические измерения (напряжение, сила тока, сопротивление)
- Диэлектрик (Hi-pot)
- Сопротивление изоляции
- Источники питания переменного / постоянного тока
- Малогабаритные электромеханические устройства, работающие на велосипеде
- Элементы управления на базе ПК и ПЛК
- Пользовательские испытания fi Элементы управления и программное обеспечение xture
- Специальная установка для электрических испытаний
- Сбор данных
- Приложения для измерения деформации
- Параметрическая оценка (производительности)