005. Mechanické kmitání/Kmitání mechanického ocsilátoru (kyvadlo) Oblast dle RVP: Člověk a příroda Obor: fyzika Mezipředmětové vztahy: matematika Klíčová slova: mechanický oscilátor, periodický pohyb, kmit, perioda, frekvence Pomůcky: jednotka iTriangle online, IR senzor, bzučák, provázek Zadání: Ověřte závislost periody mechanických oscilátorů na jejich parametrech (délka zívěsu, hmotnost kyvadla). Co je cílem: Na základě experimentu ověřit u kyvadlového oscilátoru závislost periody kmitání na délce závěsu a hmotnosti závaží Teorie: Charakteristika kmitavého pohybu: Pohybující se těleso při kmitavém pohybu zůstává stále v okolí určitého bodu, který nazýváme rovnovážná poloha. Jestliže těleso navíc pravidelně prochází rovnovážnou polohou, koná periodický kmitavý pohyb. Příklady takových pohybů: těleso zavěšené na pružině tlukot našeho srdce struna hudebního nástroj MECHANICKÝ OSCILÁTOR = zařízení, které volně (bez vnějšího působení) kmitá. Známe dva základní typy mechanických oscilátorů: 1. ZÁVAŽÍ NA PRUŽINĚ příčina kmitání: síla pružnosti trajektorie: část přímky 2. KYVADLO příčina kmitání: tíhová síla trajektorie: část křivky (kružnice) Základní charakteristika kmitavého pohybu: je to pohyb nerovnoměrný (velikost okamžité rychlosti se mění) je to pohyb periodicky se opakující KMIT = periodicky se opakující část kmitavého pohybu Kmitavý pohyb (kmit) charakterizují dvě veličiny: PERIODA (T) = doba jednoho kmitu (jednotka: sekunda) FREKVENCE (f) = počet kmitů za jednu sekundu (jednotka: s-1 = Hz ... Hertz) platí: f = 1/T Postup: Ze stavebních dílků iTriangle sestavíme měřící stojánek, na který připevníme jednotku iTriangle online, IR senzor a bzučák. Nahrajeme program do jednotky iTriangle online a spustíme jej. Zmáčkneme tlačítko. Vychýlením kyvadla z rovnovážné polohy jej uvedeme do kmitavého pohybu. Pomocí stopek měříme čas, za který vykoná oscilátor pět period. K automatické identifikaci počtu kmitů použijeme IR senzor, který při průchodu kyvadla v jeho blízkosti spustí bzučák a ozve se pípnutí. Výsledný čas zapíšeme do tabulky a přepočteme na jednu periodu. Tímto způsobem měříme periodu pro různé proměnné, které jsou uvedeny v tabulkách. Kyvadlový oscilátor – závislost na hmotnosti Hmotnost (= počet kol) 5 x Perioda (10 T / s ) 1 x Perioda ( T / s) Pozn.: Měříme při určité délce závěsu Kyvadlový oscilátor – závislost na délce závěsu: Délka závěsu 5 x Perioda (10 T / s ) 1 x Perioda ( T / s) Délka ½ délky ¼ délky Pozn.: Měříme se stejnou hmotností zavěšeného tělesa Obrazovky programu a měření: varinata s IR senzorem Fotky z postupu úlohy Sestavení měřící sestavy: Připravíme si následující dílky: Vybereme z nich tuto část: Skládáme podle fotonávodu: Zdroje na internetu Metodické poznámky: Technické poznámky: WIKI iTriangle

Nastala chyba

An unknown error occurred

Vrátit se domů

Zpět nahoru