Zestaw zadań do zajęć z fizyki dla I Mechatronika   

(1)

Zestaw zadań do zajęć z fizyki dla I Mechatronika

5. Drgania i fale mechaniczne.

1. Omówić podstawowe wielkości występujące w ruchu harmonicznym.

2. Wychylenie ciała wykonującego drgania harmoniczne o amplitudzie A i częstości kołowej  dane jest wzorem:

 

^sin

 

x t  A  t ,

gdzie      . Znaleźć wartość fazy początkowej  oraz prędkości początkowej jeżeli:

a) w chwili początkowej (t 0) ciało znajdowało się w położeniu równowagi; x 0; b) w chwili początkowej ciało znajdowało się w punkcie x A .

3. Punkt materialny wykonuje jednocześnie drgania harmoniczne wzdłuż dwóch prostych prostopadłych. W obu przypadkach położeniem równowagi jest punkt przecięcia się tych dwóch prostych. Drgania są opisane wzorami:

   

^sin^cos

x t A t

y t A t





 ,

gdzie A oraz  to wartości stałe. Znaleźć:

a) równanie toru tego punktu;

b) jego energię kinetyczną.

4. Wychylenie ciała o masie m, które wykonuje drgania harmoniczne o częstości kołowej  i amplitudzie A pod działaniem siły F  kx dane jest wzorem:

 

^sin

x t  A t. Wykazać, że:

a) częstość kołowa drgań wyraża się równaniem:

mk

  ; b) energia całkowita układu wyraża się wzorem:

1 2 2

E2mA .

5. Podać wzór opisujący wypadkowy współczynnik sprężystości dla dwóch sprężyn połączonych:

a) szeregowo;

b) równolegle.

6. Podaj definicję:

a) natężenia dźwięku;

b) poziomu natężenia dźwięku;

c) głośności dźwięku.

7. Maszyna podczas pracy wytwarza dźwięk o poziomie natężenia równym P ₁ 50dB. Jaki poziom natężenia dźwięku będą wytwarzać dwie takie same maszyny pracujące jednocześnie?

8. Ile jednakowych urządzeń należy włączyć jednocześnie, aby poziom natężenia dźwięku wzrósł dwukrotnie w przypadku, gdy jedno urządzenie wytwarza dźwięk o poziomie natężenia:

a) P 1 10dB; b) P 1 100dB.

9. Człowiek może odróżnić dwa dźwięki, które doszły do niego w odstępie co najmniej 0.1s. Jaka musi być odległość od ściany, aby odbita od niej fala dźwiękowa wywołała echo?