Author's photo
Anonymous author
fyzika

Okamžitá výchylka

Pekný deň, vedel by mi prosím niekto pomôcť s nasledujúcimi úlohami? Vopred velmi pekne ďakujem.

Attachments:
Question image
2 answers
Zdravím, toto zadarmo nepôjde.
Comments:
Marek J.
čo by nie, 1. treba si len pozrieť definíciu daných pojmov, typicky je výchylka harmonických kmitov popísaná goniometrickou funkciou sínus alebo kosínus v tvare y=Asin(2pift). "A" je aplitúda, ktorá sa dá vnímať aj ako 'výška vlny', resp. maximálna(či minimálna) výchylka (skúste si vykresliť sinusovú funkciu a meniť hodnotu A). "f" je frekvencia a jej prevrátená hodnota je perióda. Pre daný príklad teda máme: A=20cm, f=0.25Hz, a T=4s.
Marek J.
2. tu máme znova zadané veličiny, ktoré popisujú harmonické kmity, f=330 Hz, A=2mm. Vo všeobecnosti máme zas vzorec y=Asin(2pift + fi_0), všimnite si ale že tam je aj počiatočná fáza fi_0. V zadaní je ale, že v čase 0 je výchylka nulová (rovnovážna poloha) z čoho vyplýva fi_0=0. All in all máme: y=2sin(2pi330t)mm.
Marek J.
3. A=10cm, neviem čo presne myslia štvrťperiódou, ale ale 10sin(2pif0.5)=5 => 2pif0.5=pi/6 => f=1/6Hz a T=1/f =6s. Buď alebo T/4=0.5s => T=2s a f=1/T=0.5Hz. A y=10sin(pit -pi/3), teda počiatočná fáza fi_0=-pi/3.
Marek J.
4. vidíme, že perióda je 1/f=2s a teda za 10s vykoná závažie 10/2=5 pohybov hore dole o dlžke 4A=40cm, celkovo teda 200cm=2m.
Marek J.
5. 150sin(2pi(1/0.4s)t)mm
Marek J.
hah, pravda, ako napísal nižšie kolega, jeden dielik je 25mm, nie 50, teda A=125mm.
Anonymous author
Veľmi pekne ďakujem za pomoc.
Ahoj, ako prvé je potrebné vedieť ako vyzerá funkcia vlny a aké su jej jednotlivé časti. Dá sa napísať rôznymi spôsobmi ale v týchto príkladoch ti stačí všeobecná rovnica harmonickej vlny:
y =A.sin(2.pí.f.t + fí)

Kde:
y = výsledná hodnota v čase t
A = amplitúda (o koľko hore dole ti vlna kmitá alebo maximum a minimum)
f = frekvencia (vyjadruje za aký čas sa ti zopakuje jeden kmit, alebo za aký čas sa ti vráti do tej istej pozície, jednotku má Hertz, Hz)
t = čas
fí = fázový posun (ten v príkladoch nemáš ale vyjadruje o koľko doprava alebo doľava posunieme celý graf okolo osi y)
Pod "pí" a "fí" si predstavuj grécke písmená, mne nejdú napísať :(.

1. Keď si porovnáš zadaný vzorec so všeobecnou rovnicou, zistíš že:
A = 20cm
f = 1/4Hz pretože vo všeobecnej rovnici už máš 2 a aby som dostal 0.5 musím dať 2/4
Perióda má značku T a je obrátenou hodnotou frekvencie čiže znázorňuje kolko sekúnd trvá jeden kmit. Čiže T = 1/f
Z toho vyplíva:
T = 4s

2. Máme zadané:
f = 330Hz
A = 2mm = 0.2cm
A ďalej vieme že ide o sinusovú vlnu pretože začína v prechode rovnovážnym bodom.
Po dosadení do rovnice dostaneme:
y = 0,2.sin(660.pí.t)

3.
A = 10cm
y = 5cm
t =0.5s
f =?

y =A.sin(2pí.f.t)
sin^-1(y/A) = 2.pí.f.t
f = (sin^-1(y/A))/2*pí*t
Dosadíš jednotky za y, t a A
A výjde ti f = 9.55Hz
T = 1/9.55 = 0.105s



4.
Prvé potrebujeme vedieť periódu.
Z grafu vieme že f =1/2, čiže T =2s
Jeden kmit trvá spraviť 2s. Jeden kmit má zároveň dĺžku 4.A (predstav si že musí prejsť hore, dole, ešte eaz dole a zas hore čiže 4x prejde vzdialenosť A) 4.A = 4.10= 40cm.
Za 2s prejde dráhu 40cm. Výnasobíme piatimi aby sme dostali 10s a dostaneme dráhu 200cm.

5. Z opisu vyššie vieš že:
A = 125mm= 12.5cm
Jedem kmit trvá 400ms =0.4s
Čize f = 1/0.4s = 2.5Hz
A teda:
y=12,5.sin(5.pí.t)

Ak máš nejaké otázky, alebo máš pocit že moje výsledky sú nesprávne, kľudne napíš.

Comments:
Anonymous author
Ďakujem veľmi krásne.
Anonymous author
Prosím Vás, odkiaľ ste zistili frekvenciu v úlohe č. 4 ? Ďakujem.