Struktura

Kmitavý pohyb

Kmitavý pohyb

Mechanický oscilátor je zařízení, které bez vnějšího působení kmitá (pružina, kyvadlo).

Trajektorie kmitavého pohybu může být přímočará i křivočará.

obrazek

Obr. 1: Příklady mechanických oscilátorů:

a) těleso zavěšené na pružině; Video_1

b) pravítko na hraně stolu

c) nepokoj - setrvačka; Video_2

d) kyvadlo; Video_3

e) kulička na „U“ rampě

f) kapalina v „U“ trubici

Časový diagram zobrazuje závislost okamžité polohy na čase.

Obr. 2: Časový diagram polohy y na čase t a výsledné síly F na čase t.

Kmitavý pohyb je pohyb nerovnoměrný.

Kmit je část kmitavého pohybu; těleso se po uplynutí určité doby (periody T) dostává do stejné polohy.

Kyv je polovina kmitu.

Perioda T je doba kmitu T. [T] = s

Frekvence (kmitočet) je počet kmitů za jednu sekundu. …[f] = s-1 = Hz…hertz; větší jednotky: kHz, MHz, GHz

Historická poznámka:  Heinrich Rudolf Hertz

Měření M.1 → Mechanický oscilátor

Úlohy (vhodné i pro ZŠ):

1. Změřte počet tepů svého srdce za minutu a určete periodu a frekvenci srdeční činnosti.

2. Určete měřením pomocí stopek periodu a frekvenci pružinového oscilátoru:

a) na videu 1  Video_1     b) na videu 2  Video_2     c) na videu 3 Video_3

3. Pomocí předpon pro násobky a díly jednotek času a frekvence vyjádřete periody a frekvence dějů v tabulce:

obrazek

4. Mechanický oscilátor vykonal za minutu 300 kmitů. Určete periodu a frekvenci kmitání.

5. Nejvyšší tóny, které lze vnímat sluchem, mají frekvenci 16 kHz. Určete periodu tohoto kmitání.

6. Určete frekvenci kmitání křídel vosy (zvuk v příloze). 

Video

This div will be replaced by the JW Player.

Těleso (0,5 kg) na pružině

Video

This div will be replaced by the JW Player.

Těleso (0,25 kg) na pružině

Video

This div will be replaced by the JW Player.

Těleso (0,125 kg) na pružině

Historie

Content obr 3

Obr. 3: Heinrich Rudolf Hertz

Heinrich Rudolf Hertz (22. února 1857 Hamburk – 1. ledna 1894 Bonn) byl německý fyzik, který experimentálně ověřil Maxwellovy a Faradayovy teoretické předpoklady o šíření elektromagnetických vln, a tím odstartoval cestu k vývoji bezdrátového spojení. Je po něm pojmenována jednotka pro frekvenci – Hz.

Byl synem advokáta a senátora Gustava Ferdinanda Hertze. Mládí prožil v Hamburku. Po nástupu na místní techniku se rozhodl věnovat fyzice, a proto pokračoval ve studiích v Mnichově a Berlíně. V Berlíně byl žákem profesorů Kirchhoffa a Helmholtze. V roce 1880 získal doktorát a na tři roky se stal Helmholtzovým asistentem. Poté nastoupil jako docent fyziky v Kielu a v roce 1885 jako řádný profesor v Karlsruhe. V roce 1889 se stal v Bonnu nástupcem slavného R.Clausia. Tam také působil po zbytek svého života.

Jeho nejslavnějším pokusem byl praktický důkaz šíření elektromagnetických vln z roku 1887. Přestože jejich šíření předpověděl Maxwell už v roce 1872, nebylo do té doby experimentálně prokázáno.

Hertzova aparatura se skládala z obřího induktoru s jiskřištěm v jednom rohu místnosti a oscilátoru (dvou kovových koulí vzájemně vzdálených jen pětinu milimetru s připojeným kusem drátu coby anténou) ve druhém rohu. Po spuštění induktoru se objevily jiskry i na druhé aparatuře. Tím byl poprvé dokázán přenos elektromagnetických vln bez použití vodičů. Hertz dále dokázal i možnost nové vlny odrážet se a lámat, a tím prokázal, že mají stejný charakter jako světlo. Dalšími pokusy objevil fotoelektrický jev a katodové paprsky.

Sám své objevy považoval za akademickou záležitost, ale jeho pokračovatelé je postupně dovedli až do podoby dnešních sdělovacích prostředků.

Kromě elektřiny se zabýval i pružností, pevností a fluorescencí látek.

Ve třicátých letech 20. století byly jeho spisy v Německu veřejně páleny kvůli židovskému původu jeho otce.

 

Logolink