Цель: сформулировать понятие резонанс, отрицательные воздействия резо­нанса. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.

Ход урока

I . Организационный момент

II . Проверка домашнего задания

1. Приведите примеры колебаний.

2. Приведите примеры апериодического движения.

4. При каком условии они возникают?

5. Что такое математический маятник?

III . Изучение нового материала

Наряду со свободными колебаниями, происходящими под действием внутрен­них сил, в системе возможны колебания, вызванные периодической внешней силой. Вынужденные колебания происходят под действием внешней периодической силы. Пусть тело совершает колебания под действием периодической силы:

Координата изменяется по закону х = A cos wt .

Найдем амплитуду вынужденных колебаний маятника пружинного по II закону Ньютона: max – m w ² A cos wt kx + F_o cos wt ; a_t – – w ² A cos wt ; – k A cos wt + F cos wt ; k – mw .

Из этого следует, что амплитуда колебаний зависит от частоты вынуждаю­щей силы. Если частота вынуждающей силы меньше частоты собственных ко­лебаний w < w_n , то при увеличении частоты w разность ( w_c ² – w ² ) уменьшается. При частоте w < w ₀ амплитуда вынужденных колебаний увеличивается с ростом частоты.

Амплитуда вынужденных колебаний обратно пропорциональна квадрату ча­стоты w , амплитуда вынужденных колебаний убывает с ростом частоты.

Демонстрация резонанса маятников. Если частота вынуждающих сил при­близительно равна частоте собственных колебаний, то знаменатель стремится к нулю. В этом случае амплитуда колебаний резко возрастает.

Резонанс – резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний при со­впадении частоты внешней силы с частотой собственных колебаний системы.

При резонансе внешняя сила действует синхронно со свободными колебани­ями системы.

Многие физические объекты, обладая определенной упругостью, могут совер­шать собственные колебания. Поэтому внешнее периодическое воздействие на них может оказаться резонансным. Изучение явления резонанса позволяет избе­жать отрицательных последствий этих воздействий, и использовать энергети­ческие ресурсы резонансных процессов.

Хорошо известно, что для прекращения расплескивания воды в ведре необхо­димо изменить темп ходьбы. При этом изменяется частота внешней силы.

При землетрясениях разрушаются здания одинаковой высоты, так как их собствен­ная частота колебаний определяется высотой и совпадает с частотой колебания почвы.

Явление резонанса позволяет с помощью сравнительно малой силы полу­чить значительное увеличение амплитуды колебаний (используется в горнодо­бывающей промышленности.) III , Закрепление изученного

1. Что называется резонансом?

2. Каково условие резонанса?

3. Начертите резонансные кривые.

4. Приведите примеры вредного и полезного проявления резонанса.

Домашнее задание

§ 28. Упражнение 23. Задачи с задачника по Рымкевич А.П