SlideShare a Scribd company logo
1 of 32
1. Ασκήσεις με τα χαρακτηριστικά της κίνησης. 
Μικρές ασκήσεις που αναφέρονται στους ορισμούς της περιόδου, της συχνότητας, του 
πλάτους και της ενέργειας της ταλάντωσης, ανήκουν σε αυτή τη κατηγορία. Πρέπει να 
γνωρίζουμε τους ορισμούς αυτών των χαρακτηριστικών. 
Περίοδος είναι ο χρόνος για μια πλήρη ταλάντωση. 
Συχνότητα είναι ο αριθμός των ταλαντώσεων στη μονάδα του χρόνου δηλ. σε 1 sec. 
Πλάτος είναι η μεγαλύτερη απομάκρυνση από τη θέση ισορροπίας. 
Ενέργεια της ταλάντωσης είναι η απαιτούμενη ενέργεια για να τεθεί σε ταλάντωση ένα 
σώμα. 
1 
f 
T= 
1 D A2 
2 
E = ´ ´
1. Ασκήσεις με τα χαρακτηριστικά της κίνησης. 
Παράδειγμα: Ένα σημειακό αντικείμενο εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση με 
περίοδο Τ=4sec και πλάτος Α=0.1m. Ποια ή ποιες από τις παρακάτω 
προτάσεις είναι σωστές; 
α. Η απόσταση ανάμεσα στις ακραίες θέσεις της ταλάντωσης είναι 0.2m. 
(Διπλάσια του πλάτους) 
β. Ο χρόνος ανάμεσα σε δύο διαδοχικούς μηδενισμούς της ταχύτητας είναι 
4sec. (Το μισό της περιόδου) 
γ. Το σημειακό αντικείμενο εκτελεί δύο ταλαντώσεις κάθε 8sec. 
(Συχνότητα) 
δ. Στη διάρκεια μιας περιόδου το αντικείμενο έχει διανύσει διάστημα 0.4m. 
(Τετραπλάσιο του πλάτους)
2. Πληροφορίες από τις εξισώσεις κίνησης. 
Θα μας δίνεται μία από τις εξισώσεις κίνησης και εμείς 
θα βρίσκουμε διάφορα χαρακτηριστικά της ενώ θα 
κατασκευάζουμε γραφικές παραστάσεις. 
Έστω ότι μας δίνεται η εξίσωση της μεταβολής με το 
χρόνο ενός μεγέθους της ταλάντωσης (πχ. της 
απομάκρυνσης). 
Συγκρίνουμε την εξίσωση που μας δίνουν με τη γενική 
μορφή της αντίστοιχης εξίσωσης που ξέρουμε από τη 
θεωρία.
2. Πληροφορίες από τις εξισώσεις κίνησης. 
x = 5 ×hm æç 314 
× t + p ö÷ è 2 
ø 
( ) 0 x = A×hm w ×t +f 
max 
= × = × 
w p 
500 
sec 
2 4 2 
5 10 
max 2 
sec 
u A m 
A m 
a = w × = × × 
p 
p sun p 
= 500 × × æ çè 314 
× + ö ÷ø 
= - × × × æ çè × + ö ÷ø 
a 4 p 2 
hm p 
2 
5 10 314 
2 
u t 
t 
Συγκεκριμένα γνωρίζουμε την εξίσωση 
της απομάκρυνσης με το χρόνο: 
Θα την συγκρίνουμε με την γενική 
μορφή: 
Αποτέλεσμα της σύγκρισης είναι: 
Α=5 m 
ω=314 rad/sec=100π rad/sec 
φ0=π/2 rad 
Τώρα μπορούμε άνετα να 
προσδιορίσουμε και άλλα 
χαρακτηριστικά της κίνησης όπως: 
και να γράψουμε τις αντίστοιχες εξισώσεις 
τους:
2. Πληροφορίες από τις εξισώσεις κίνησης. 
Προσοχή: Μπορεί να μας δίνουν με έμμεσο τρόπο κάποια 
χαρακτηριστικά της κίνησης. 
•Η απόσταση ανάμεσα στις ακραίες θέσεις, είναι διπλάσια 
του πλάτους. 
•Η ταχύτητα όταν διέρχεται από τη θέση ισορροπίας, είναι η 
μέγιστη κατά μέτρο. 
•Η επιτάχυνση στο άκρο της κίνησης, είναι η μέγιστη. 
•Η δύναμη για να φέρουμε το σώμα στην ακραία θέση και 
μετά να το αφήσουμε ελεύθερο είναι η μέγιστη. 
•Όταν η ταχύτητα είναι μηδέν το σώμα είναι στην ακραία 
θέση. 
•Όταν μας δίνουν τις σχέσεις: 
F = -D× x,a = -w 2 × x 
πρέπει να αντιστοιχούμε τα διάφορα μεγέθη με το πρόσημό 
τους 
(πχ εάν χ=-0.02m και D=100N/m τότε F=+2 N).
3. Πληροφορίες από τις γραφικές παραστάσεις. 
Θα μας δίνεται μία γραφική παράσταση και εμείς θα βρίσκουμε 
διάφορα χαρακτηριστικά της κίνησης και θα κατασκευάζουμε 
άλλες γραφικές παραστάσεις και εξισώσεις. 
Στο σχήμα έχουμε τη μεταβολή της απομάκρυνσης με το 
χρόνο. Παρατηρούμε ότι: 
A = 
= Þ = Þw = p 
MAX 
= w´ = ´p 
2 2 2 
a = w ´A = ´p 
= ® = < ®j = p 
o 
0.04m 
T 2sec f 0.5Hz rad / sec 
u A 0.04 m/ sec 
0.04 m/ sec 
MAC 
t 0 x 0,u 0 rad 
Τώρα μπορούμε να γράψουμε όλες 
τις εξισώσεις με το χρόνο. 
( ) 
( ) 
2 ( ) 
x = 0.04 hm p t 
+ p 
u = 0.04 psun p t 
+ p 
a = - p hm p + p 
0.04 t
4. Προσδιορισμός της αρχικής φάσης. 
Η αρχική φάση προσδιορίζεται από τις αρχικές (για t=0) 
συνθήκες της απομάκρυνσης και της ταχύτητας ενός κινητού 
που εκτελεί α.α.τ. 
Οι συνθήκες αυτές θα δίνονται στην εκφώνηση της άσκησης. 
Πότε δεν θα έχουμε αρχική φάση; Όταν για t=0, το κινητό 
περνά από τη θέση ισορροπίας (x=o) με θετική ταχύτητα(u>0). 
Πότε θα έχουμε αρχική φάση; Σε όλες τις άλλες περιπτώσεις. 
Η τιμή της αρχικής φάσης βρίσκεται λύνοντας μια 
τριγωνομετρική εξίσωση. Ας δούμε μερικά παραδείγματα. 
Από τη γενική εξίσωση της 
απομάκρυνσης έχουμε 
t = 0Þ x = 0,u > 0 
( ) 
t x 
= ® = 
0 0 
x A t 
= ´ ´+ ¾¾¾¾® 
0 
= ´ ¾¾¾® 
¹ 
0 
0 
A 
= ® 
0 
= ® 
0 
= ´ ´ = ´ + ´ 
{ ( ) 
0 0 
0 
0 
0 
2 , 2 1 } 
A 
hm w f 
hmf 
hmf 
hmf hm 
Για f k p f k p
4. Προσδιορισμός της αρχικής φάσης. 
0 £f0 < 2p 
0 f = 0,p 
( ) 0 
u =wA×sun w ×t +f ¾t¾= ®u =wA×sunf 
0 0 
όμως 
Άρα 
Ποια από της δύο θα είναι αποδεκτή θα μας το πει η 
ταχύτητα. Πράγματι για t=0 έχουμε: 
Εάν θέσουμε φ0=0 παίρνουμε u>0 ενώ με φ0=π παίρνουμε 
u<0. 
Δεκτή είναι προφανώς η φ0=0. 
Η εξίσωση τελικά γίνεται : x=Α ημωt
5. Προσδιορισμός του χρόνου. 
Μας ζητούν να προσδιορίσουμε σε ποια χρονική στιγμή το κινητό διέρχεται 
από μια ορισμένη θέση. Αφού έχουμε βρει την αρχική φάση, αντικαθιστούμε 
την τιμή της θέσης στην εξίσωση της απομάκρυνσης με το χρόνο και 
λύνουμε την τριγωνομετρική εξίσωση που προκύπτει. 
Ας δούμε ένα παράδειγμα. 
Για ένα κινητό που εκτελεί α.α.τ , η εξίσωση της απομάκρυνσης με το χρόνο 
δίνεται από τη σχέση: 
x = A×hm æçp ×t ö÷ è 6 
ø 
Να βρείτε τη χρονική στιγμή στην οποία το κινητό περνά από τη θέση χ=Α/2 με 
κατεύθυνση προς τη θέση ισορροπίας για πρώτη φορά. 
Στην εξίσωση της απομάκρυνσης θέτουμε χ = Α/2 και υπολογίζουμε το χρόνο.
5. Προσδιορισμός του χρόνου. 
A A hm p t 1 
hm p t hm p hm p 
t 
= × æ × öÞ = æ æ 2 çè 6 ÷ø 2 çè × 6 ÷ø öÞ = çè × öÞ 6 6 
÷ø 
Þ p × = p + 
p 
t 2 
k 
6 6 
p ×t = 2 
kp +p -p 
6 6 
ή 
Επειδή για πρώτη φορά θα περάσει από αυτή τη θέση πρέπει 
να βρούμε το μικρότερο χρόνο. Γι’αυτό διαλέγουμε κ = 0 . Μετά 
από πράξεις στις δύο παραπάνω εξισώσεις παίρνουμε: 
1 t =1sec 2 t = 5sec 
και 
Πάλι όμως πρέπει να επιλέξουμε μεταξύ των δύο. Επειδή μας ζητά η 
ταχύτητα να βλέπει προς τη θέση ισορροπίας θα έχουμε u<0.Πηγαίνουμε 
στην εξίσωση της ταχύτητας και θέτουμε όπου t τις αντίστοιχες τιμές 1sec 
και 5sec.Τότε θα έχουμε: 
u t = = u ×sun æçp × ö÷ > è ø 
( ) max 1sec 1 0 
6 
u t = = u ×sun æçp × ö÷ < è ø 
( ) max 5sec 5 0 
6 
Προφανώς δεκτή είναι η τιμή t=5sec.
6. Συνθήκη για απλή αρμονική ταλάντωση. 
Σ’ αυτή τη κατηγορία ασκήσεων μας ζητούν να αποδείξουμε ότι ένα σώμα 
εκτελεί Α.Α.Τ. Αυτό θα συμβαίνει εάν αποδείξουμε ότι η συνιστάμενη 
δύναμη είναι ανάλογη της απομάκρυνσης και αντίθετη από αυτήν. 
r r 
SF =-D×x 
Για την απόδειξη ακολουθούμε τα παρακάτω βήματα : 
1.Τοποθετούμε τις δυνάμεις πάνω στο σώμα στη θέση ισορροπίας. 
2.Εφαρμόζουμε τη συνθήκη ισορροπίας ΣF=0 στον άξονα της κίνησης και 
σημειώνουμε τη σχέση που προκύπτει. 
3.Σε μία τυχαία θέση , αφού τοποθετήσουμε τις δυνάμεις στον άξονα της 
κίνησης , υπολογίζουμε τη συνιστάμενη δύναμη μέχρι να καταλήξουμε στη 
μορφή: 
r r 
SF =-D× x 
T 2 m 
D 
= ×p × 
4. Αντικαθιστούμε τη σταθερά D στη σχέση: 
και υπολογίζουμε τη περίοδο της ταλάντωσης.
6. Συνθήκη για απλή αρμονική ταλάντωση. 
Παράδειγμα: Στο πάνω άκρο κατακόρυφου 
ελατηρίου σταθεράς K,του οποίου το κάτω 
άκρο είναι ακλόνητα δεμένο σε οριζόντιο 
δάπεδο, δένουμε σώμα μάζας m. Αφού το 
σώμα ισορροπήσει , συμπιέζουμε το 
ελατήριο κατά d επιπλέον και το αφήνουμε 
ελεύθερο.Να δείξετε ότι το σώμα θα 
εκτελέσει α.α.τ. και να βρείτε την περίοδο 
του. 
elathr ou = 
´D = ´ 
F W 
K L m g 1 
( ) 
ί 
o 
΄ 
elat S = - 
= ´ - ´D 
= ´ - ´D + 
= ´ - ´D - ´ 
= - ´ 
= - ´ 
= 2´ ´ = 2´ ´ 
F W F 
m g K L 
m g K ( L x 
) 
o 
m g K L K x 
o 
K x 
D x 
T m m 
K 
p p 
D 
. 
Λύση: 
1.Τοποθετούμε τις δυνάμεις πάνω στο σώμα στη θέση 
ισορροπίας. 
2.Εφαρμόζουμε τη συνθήκη ισορροπίας ΣF=0 στον 
άξονα της κίνησης και σημειώνουμε τη σχέση που 
προκύπτει. 
3. Σε μία τυχαία θέση , αφού τοποθετήσουμε τις 
δυνάμεις στον άξονα της κίνησης , υπολογίζουμε τη 
συνιστάμενη δύναμη μέχρι να καταλήξουμε στη μορφή: 
r r 
SF =-D× x 
4. Αντικαθιστούμε τη σταθερά D στη σχέση: 
και υπολογίζουμε τη περίοδο της ταλάντωσης.
7. Εφαρμογή της αρχής διατήρησης της ενέργειας. 
Ένα βασικό εργαλείο για τη λύση των ασκήσεων είναι και η αρχή διατήρησης της 
μηχανικής ενέργειας στην απλή αρμονική ταλάντωση. Συνήθως εφαρμόζεται όταν η 
άσκηση μας δίνει ζευγάρια (x,u) ή (q,i) ενώ απουσιάζει ο χρόνος. 
Προσοχή!!! Στην ακραία θέση τα ζευγάρια είναι (x=A,u=0) (q=Qmax,I=0) ενώ στη 
θέση ισορροπίας (x=0,u=umax) (q=0,i=Imax). 
Τότε ανάμεσα στα ζευγάρια γράφουμε: 
, , 1 1 
( ) ( ) 2 2 
E x u =E x u = ´D´A = ´m´u ol ol 
1 1 2 2 max 
2 2 
ή στις ηλεκτρικές ταλαντώσεις 
E ( q , i ) =E ( q , i ) 
= 1 ´L´I = 1 
´Q 
ol ol C 
2 
2 max 
1 1 2 2 max 
2 2 
Διαλέγουμε την ισότητα που περιέχει τον άγνωστό μας και λύνουμε.
7. Εφαρμογή της αρχής διατήρησης της ενέργειας. 
Παράδειγμα: Σώμα εκτελεί α.α.τ. σε οριζόντιο δρόμο χωρίς τριβές με πλάτος 0.1m.Σε 
ένα σημείο που απέχει από τη θέση ισορροπίας 0.06m η ταχύτητα του σώματος είναι 
0.32m/sec. 
1)Πόση είναι η περίοδος του; 
2)Σε ποια θέση η ταχύτητα του σώματος είναι 0.12m/sec; 
Λύση: Θεωρούμε ότι A=0.1m,x1=0.06m,u1=0.32m/sec,u2=0.12m/sec,x2=; 
Από την αρχή διατήρησης της ενέργειας έχουμε: 
, , 1 1 
( x u ) ( x u ) D A 2 m u 
2 
E =E = ´ ´ = ´ ´ 
1 1 2 2 max 
2 2 
2 
U K U D A 
K+ = + = ´ ´ 
1 1 2 2 
1 
2 
1 ´ m ´ u 2 + 1 ´ D ´ x 2 = 1 ´ m ´ u 2 + 1 ´ D ´ x 2 = 1 
´ D ´ 
A 
2 
2 1 2 1 2 2 2 2 
2 
1 1 1 1 1 
2 2 2 2 2 
2 2 2 2 2 2 2 2 
1 1 2 2 
m u m x m u m x m A 
´ ´ + ´ ´ ´ = ´ ´ + ´ ´ ´ = ´ ´ ´ 
+ ´ = + ´ = ´ 
+ ´ = ´ Þ = 
2 2 2 2 2 2 2 2 
1 1 2 2 
2 
u x u x A 
u x A u 
2 2 2 2 2 1 
1 1 
A 
ol ol 
w w w 
w w w 
w w w 2 2 
x 
1 
- 
2 2 2 
u + w ´ x = w ´ A Þ x = w ´ A - 
u 
2 2 2 2 2 2 
2 2 2 2 
w
8. Κρούση και ταλάντωση. 
Διακρίνουμε τρία στάδια στη λύση της άσκησης: 
Πριν τη κρούση: Συνήθως εφαρμόζουμε την Α.Δ.Μ.Ε ή το Θ.Μ.Κ.Ε ή τις εξισώσεις 
κίνησης της Α’ Λυκείου με σκοπό να βρούμε τις ταχύτητες των σωμάτων λίγο πριν 
την επαφή τους . 
Κατά τη κρούση: Εφαρμόζουμε την Α.Δ.Ο ανάμεσα στις καταστάσεις λίγο πριν και 
λίγο μετά τη κρούση με σκοπό να βρούμε τις τελικές ταχύτητες των σωμάτων. 
Μετά τη κρούση: Όμοια εφαρμόζουμε την Α.Δ.Μ.Ε ή Θ.Μ.Κ.Ε ή τις εξισώσεις 
κίνησης με σκοπό να βρούμε ένα νέο πλάτος ή μια νέα ταχύτητα ή ένα νέο ύψος. 
Οι κρούσεις που θα συναντήσουμε μπορεί να είναι : 
ελαστικές 
πλαστικές (τα σώματα μετά τη κρούση συμπεριφέρονται σαν ένα 
συσσωμάτωμα και έχουν αποκτήσει την ίδια (κοινή) ταχύτητα . 
Σύμφωνα με την Α.Δ.Ο ισχύει: 
r r 
r r r r 
( ) ( ) 
P P 
P P P P 
m u m u m v m v 
prin = meta 
ol ol + +×××= ' + ' 
+××× 
1 2 1 2 
× r + × r +×××= × r + × r 
+××× 
1 1 2 2 1 1 2 2
8. Κρούση και ταλάντωση. 
Για τη περίπτωση της πλαστικής κρούσης δύο σωμάτων έχουμε: 
r r 
( ) 
m × u + m × = m + m × 
u 
m × u = m + m × 
u 
u = m × 
u 
0 k 
1 1 2 1 2 
( ) 
( ) 
1 1 1 2 
1 1 
1 2 
k 
k 
m + 
m
8. Κρούση και ταλάντωση. 
Κατά τη κρούση πρέπει να ελέγχουμε εάν αλλάζει η θέση ισορροπίας και το πλάτος 
της ταλάντωσης . 
Η θέση ισορροπίας αλλάζει εάν μετά τη κρούση έχουμε αλλαγή του βάρους του 
σώματος που κρέμεται σε κατακόρυφο ελατήριο. Το πλάτος της ταλάντωσης αλλάζει 
Aν το ταλαντούμενο σύστημα μετά τη 
κρούση μεταβάλλει την ενέργειά του. 
Στο διπλανό σχήμα έχουμε μεταβολή 
του πλάτους της ταλάντωσης όχι όμως 
και αλλαγή της θέσης ισορροπίας γιατί 
το ελατήριο είναι οριζόντιο. Σύμφωνα με 
την Α.Δ.Μ.Ε μετά τη κρούση θα έχουμε: 
1 × ( m +m ) ×u 2 + 1 ×D× x 2 = 1 ×D× A '2 Þ A ' 
= 
... 
2 1 2 
K 2 2
8. Κρούση και ταλάντωση. 
Στο πιο πάνω σχήμα αλλάζει η θέση ισορροπίας 
και για να βρούμε το πλάτος ταλάντωσης μετά τη 
κρούση χρειάζεται ο προσδιορισμός της . Αυτό 
γίνεται εάν εφαρμόσουμε τη συνθήκη ισορροπίας 
για το συσσωμάτωμα . 
SF = 0Þk ×Dl = (m1 + m2 )× g 
όπου: Δl+x2=Δl0+x1 
Η παλιά θέση ισορροπίας (πριν τη κρούση) 
είναι τώρα τυχαία θέση (μετά τη κρούση). 
Σύμφωνα με την Α.Δ.Ε θα έχουμε: 
1 × ( m + m ) ×u 2 + 1 ×D× x 2 = 1 ×D× A 2 
Þ A = 
... 
2 1 2 K 2 2 
2 T 2 m 
D 
= ×p × 
T = 2 ×p × m1 + 
m2 
D 
Προσοχή!!! Η περίοδος της ταλάντωσης 
αλλάζει μόνο στην πλαστική κρούση αφού η μάζα αυξάνεται και γίνεται:
9. Ο απλός αρμονικός ταλαντωτής. 
Η κατηγορία αυτή αφορά το σύστημα ελατήριο-μάζα (K,m).Διακρίνουμε τις 
καταστάσεις : 
Το ελατήριο οριζόντιο: Όταν το ελατήριο είναι οριζόντιο η θέση ισορροπίας και η 
θέση του φυσικού μήκους του ελατηρίου ταυτίζονται. Δηλαδή παραμόρφωση 
ελατηρίου και απομάκρυνση από τη θέση ισορροπίας είναι το ίδιο. 
elathr = 
´D = ´ 
D = ´ 
F W 
. 
K L m g 
o 
L m g 
o 
K 
Το ελατήριο κατακόρυφο ή πλάγιο: Όταν το ελατήριο είναι πλάγιο ή 
κατακόρυφο οι θέσεις αυτές δεν ταυτίζονται. Στις περιπτώσεις αυτές 
εφαρμόζουμε τη συνθήκη ισορροπίας ΣF=0 για να βρούμε την αρχική 
παραμόρφωση του ελατηρίου ή τη σταθερά Κ του ελατηρίου. 
elathr = 
´D = ´ ´hmj 
D = ´ ´hmj 
F W 
. x 
K L m g 
o 
L m g 
o 
K
10. Χάσιμο επαφής. 
Κατά το χάσιμο της επαφής δύο σωμάτων η μεταξύ 
τους δύναμη μηδενίζεται. Τα δύο σώματα μετά το 
χάσιμο της επαφής έχουν την ίδια ταχύτητα και 
επιτάχυνση που είχε το συσσωμάτωμα λίγο πριν το 
χάσιμο της επαφής. Για την επίλυση της άσκησης 
ακολουθούμε τα παρακάτω βήματα. 
Τοποθετούμε τις δυνάμεις σε κάθε σώμα ξεχωριστά. Οι 
δυνάμεις που εμφανίζονται είναι εσωτερικές (F1,F2) και 
εξωτερικές (W,W1,W2,Fελατηρ). Οι εσωτερικές είναι οι 
δυνάμεις επαφής μεταξύ των σωμάτων και είναι ζεύγος 
δράσης-αντίδρασης. Το συσσωμάτωμα και το κάθε 
σώμα ξεχωριστά εκτελούν ταλάντωση της ίδιας 
περιόδου και του ιδίου πλάτους αλλά διαφορετικής 
σταθεράς επαναφοράς. Από την εξίσωση των περιόδων 
έχουμε: 
= = + 
m m m m 
D D D 
1 2 1 2 
1 2 
Υπολογίζουμε τη σταθερά επαναφοράς εκείνου του σώματος που 
δέχεται τις λιγότερες δυνάμεις. 
D = m 1 
´ 
D 
1 
+ 
m m 
1 2 
D = m 2 
´ 
D 
2 
+ 
m m 
1 2
10. Χάσιμο επαφής. 
Έστω x η τυχαία θέση στην οποία υποθέτουμε ότι τα 
σώματα χάνουν την επαφή. Σ’αυτή τη θέση 
εφαρμόζουμε τη συνθήκη για απλή αρμονική 
ταλάντωση στο σώμα με τις λιγότερες δυνάμεις. 
S = - ´ 
- = - ´ 
F D x 
2 
F W D x 
2 2 2 
Μηδενίζουμε τη δύναμη επαφής και 
λύνουμε ως προς x. 
- = - ´ 
´ = ´ ´ 
W D x 
2 2 
m g m 2 
D x 
+ 
+ ´ 
m m 
m m g 
( ) 
2 
1 2 
1 2 
x 
D 
= 
.
10. Χάσιμο επαφής. 
Αν x<A θα έχουμε χάσιμο επαφής.Βρίσκουμε την επιτάχυνση του συσσωματώματος στη θέση x από την εξίσωση 
a = -w2 ´x 
[Γ]. Εφαρμόζουμε την αρχή διατήρησης της ενέργειας της ταλάντωσης για να υπολογίσουμε τη 
ταχύτητα του συσσωματώματος στη θέση x.Αμέσως μετά το χάσιμο της επαφής τα δύο σώματα θα 
έχουν τη ταχύτητα και την επιτάχυνση που βρήκαμε.
11. Σύνθεση ταλαντώσεων. 
Σε όλες όμως τις περιπτώσεις θεωρούμε ότι οι δύο επιμέρους κινήσεις συμβαίνουν 
στην ίδια ευθεία γύρω από την ίδια θέση ισορροπίας. 
Σύνθεση δύο ταλαντώσεων της ίδιας συχνότητας: 
Έστω δύο ταλαντώσεις της μορφής : 
x = A × × 
t 
1 1 
x = A × × 
t 
2 2 
hm w 
hm w 
( ) 
( ) 
έχουν δηλαδή ίδια συχνότητα , γενικά διαφορετικό πλάτος και διαφορά φάσης φ. Με 
την βοήθεια της αρχής της επαλληλίας η σύνθετη κίνηση θα είναι της μορφής : 
x x1 x2 A1 ( t) A2 ( t ) ol = + = ×hm w × + ×hm w × +j
11. Σύνθεση ταλαντώσεων. 
Διακρίνουμε τις περιπτώσεις: 
(Α1) Εάν φ=0: 
x = A × × 
t 
1 1 
x = A × × 
t 
2 2 
hm w 
hm w 
( ) 
( ) 
x x1 x2 A1 ( t) A2 ( t) x (A1 A2 ) ( t) ol ol Þ = + = ×hm w × + ×hm w × Þ = + ×hm w × 
Τότε δηλαδή το αποτέλεσμα της σύνθεσης είναι μία νέα 
ταλάντωση της ίδιας συχνότητας και φάσης με τις αρχικές και 
με πλάτος το άθροισμα των πλατών.
11. Σύνθεση ταλαντώσεων. 
(Α2) Εάν φ=1800 τότε: 
x A t 
x A t 
= × × 
= × × + 
1 1 
2 2 
hm w 
hm w p 
( ) 
( ) 
x x1 x2 A1 ( t) A2 ( t ) x (A1 A2 ) ( t) ol ol Þ = + = ×hm w × + ×hm w × +p Þ = - ×hm w × 
Η σύνθεση δύο τέτοιων ταλαντώσεων είναι γενικά μία νέα ταλάντωση με 
πλάτος την διαφορά των πλατών και φάση ίδια με εκείνη που έχει τη 
μεγαλύτερη. Στην περίπτωση που τα δύο πλάτη είναι ίσα τότε το 
αποτέλεσμα είναι μηδενικό.
11. Σύνθεση ταλαντώσεων. 
= × × 
= × × + 
1 1 
2 2 
( ) 
( ) 
2 
x A t 
x A t 
hm w 
hm w p 
= + = ×hm w × + ×hm w × +p 
1 2 1 2 ( ) ( ) 
2 
x x x A t A t ol 
x A ( t ) ol ol = ×hm w × +q 
2 2 
1 2 A A A ol = + 
A 
A 
2 
1 
efq = 
(Α3) Εάν φ=900 οι επιμέρους ταλαντώσεις θα είναι της μορφής : 
Οπότε με την αρχή της επαλληλίας 
η σύνθετη κίνηση θα είναι : 
Η γενική μορφή της σύνθετης κίνησης θα είναι : 
όπου 
και θ:
11. Σύνθεση ταλαντώσεων. 
(Α4) Γενικεύοντας την τελευταία περίπτωση για τυχαία 
διαφορά φάσης, τα διανυσματικά διαγράμματα μας δίνουν: 
x A t 
x A t 
= × × 
= × × + 
1 1 
2 2 
hm w 
hm w f 
( ) 
( ) 
x = A ´ ( ´t + ) ol ol hm w q 
2 2 
A = A1 + A2 + 2´A1 ´A2 ´ ol sunj 
A 
A A 
ejq hmf 
2 
1 2 
sunf 
= × 
+ × 
όπου: 
και θ:
12. Διακρότημα. 
Είναι αποτέλεσμα της σύνθεσης δύο απλών αρμονικών ταλαντώσεων που 
συμβαίνουν στην ίδια διεύθυνση γύρω από την ίδια θέση ισορροπίας με το 
ίδιο πλάτος και με συχνότητες που διαφέρουν πολύ λίγο μεταξύ τους. Στη 
περίπτωση της ίδιας μηδενικής αρχικής φάσης οι εξισώσεις των δύο 
απλών αρμονικών ταλαντώσεων είναι της μορφής: 
( ) 
( ) 
= ´hm w ´ 
= ´hm w ´ 
x A t 
1 1 
x A t 
2 2 
Σύμφωνα με την αρχή της επαλληλίας η εξίσωση της συνιστάμενης κίνησης 
είναι: 
= ´ ´sunæ w -w ´ ö´hmæ w +w ´ ö = ´hmæ w + w ´ ö çè ø¸ èç ø¸ èç ø¸ 14444244443 
x 2 A 1 2 t 1 2 t A' 1 2 
t 
A' 
2 2 2 
Η συνιστάμενη κίνηση είναι περιοδική όχι όμως αρμονική. Ο παράγοντας Α’ 
με το συνημίτονο μεταβάλλεται πολύ πιο αργά από ότι ο παράγοντας με το 
ημίτονο. Επειδή το πλάτος Α΄ αυξομειώνεται λέμε ότι η κίνηση παρουσιάζει 
διακροτήματα. Σε μια τέτοια κίνηση εμφανίζονται τρεις συχνότητες και τρεις 
περίοδοι, της συνιστάμενης κίνησης, του πλάτους Α΄ και του διακροτήματος. 
Πρέπει να μάθουμε να τις ξεχωρίζουμε.
12. Διακρότημα. 
Περίοδος και συχνότητα της συνιστάμενης κίνησης. Είναι η περίοδος και η 
συχνότητα του παράγοντα ημίτονο. 
( ) 
w +w p´ + w = = 
2 f f 
1 2 1 2 
2 2 
( ) 
w + 
= = 
f f 
1 2 
( ) 
1 2 
f 
p 
2 2 
T = 1 = 
2 
f f f 
hm 
hm 
hm 
hm 
hm 
+ 
Περίοδος και συχνότητα του πλάτους. Είναι η περίοδος και η συχνότητα 
( ) 
w -w p´ - w = = 
2 f f 
1 2 1 2 
2 2 
( ) 
w - = = 
f f 
1 2 
( ) 
1 2 
f 
p 
2 2 
T = 1 = 
2 
f f f 
sun 
sun 
sun 
sun 
sun 
- 
του παράγοντα συνημίτονο.
12. Διακρότημα. 
Περίοδος και συχνότητα του διακροτήματος. 
Είναι η περίοδος και η συχνότητα της εμφάνισης των μεγίστων του 
πλάτους. 
w 
= diakr 
= - 
f f f 
1 2 
1 2 
2 
p 
T = 1 = 
1 
f f f 
diakr 
diakr 
diakr 
- 
Αριθμός ταλαντώσεων της συνιστάμενης κίνησης σε χρόνο μεταξύ δύο 
διαδοχικών μηδενισμών ή μεγίστων του πλάτους βρίσκεται από το λόγο 
T 
N diakr 
hm 
= 
T

More Related Content

What's hot

12 Λυμένες Ασκήσεις στην Ορμή και τις Κρούσεις από το Διονύση Μάργαρη
12 Λυμένες Ασκήσεις στην Ορμή και τις Κρούσεις από το Διονύση Μάργαρη12 Λυμένες Ασκήσεις στην Ορμή και τις Κρούσεις από το Διονύση Μάργαρη
12 Λυμένες Ασκήσεις στην Ορμή και τις Κρούσεις από το Διονύση ΜάργαρηHOME
 
Σημειώσεις Τριγωνομετρίας Β΄ Λυκείου
Σημειώσεις Τριγωνομετρίας Β΄ Λυκείου Σημειώσεις Τριγωνομετρίας Β΄ Λυκείου
Σημειώσεις Τριγωνομετρίας Β΄ Λυκείου Μάκης Χατζόπουλος
 
10 Ασκήσεις στο Νόμο του Coulomb
10 Ασκήσεις στο Νόμο του Coulomb 10 Ασκήσεις στο Νόμο του Coulomb
10 Ασκήσεις στο Νόμο του Coulomb HOME
 
Βασικές ανισότητες και ερμηνεία από τις γραφικές παραστάσεις
Βασικές ανισότητες και ερμηνεία από τις γραφικές παραστάσειςΒασικές ανισότητες και ερμηνεία από τις γραφικές παραστάσεις
Βασικές ανισότητες και ερμηνεία από τις γραφικές παραστάσειςΜάκης Χατζόπουλος
 
Επαναληπτικό διαγώνισμα Β Λυκείου Άλγεβρα - Πολυώνυμα
Επαναληπτικό διαγώνισμα Β Λυκείου Άλγεβρα - ΠολυώνυμαΕπαναληπτικό διαγώνισμα Β Λυκείου Άλγεβρα - Πολυώνυμα
Επαναληπτικό διαγώνισμα Β Λυκείου Άλγεβρα - ΠολυώνυμαΜάκης Χατζόπουλος
 
Βασικά τριγωνομετρικά όρια - Εργασία μαθητών
Βασικά τριγωνομετρικά όρια - Εργασία μαθητώνΒασικά τριγωνομετρικά όρια - Εργασία μαθητών
Βασικά τριγωνομετρικά όρια - Εργασία μαθητώνΜάκης Χατζόπουλος
 
Σημειώσεις στα πολυώνυμα για προχωρημένους!!
Σημειώσεις στα πολυώνυμα για προχωρημένους!! Σημειώσεις στα πολυώνυμα για προχωρημένους!!
Σημειώσεις στα πολυώνυμα για προχωρημένους!! Μάκης Χατζόπουλος
 
Εξισώσεις - Ανισώσεις Α' Λυκείου
Εξισώσεις - Ανισώσεις Α' ΛυκείουΕξισώσεις - Ανισώσεις Α' Λυκείου
Εξισώσεις - Ανισώσεις Α' ΛυκείουChristos Bekas
 
1.2: Ασκήσεις στην ισότητα και σύνθεση συναρτήσεων
1.2: Ασκήσεις στην ισότητα και σύνθεση συναρτήσεων 1.2: Ασκήσεις στην ισότητα και σύνθεση συναρτήσεων
1.2: Ασκήσεις στην ισότητα και σύνθεση συναρτήσεων Μάκης Χατζόπουλος
 
Μέχρις_ότου - Σύγκριση με Όσο...επανάλαβε - Γενικές Παρατηρήσεις
Μέχρις_ότου - Σύγκριση με Όσο...επανάλαβε - Γενικές ΠαρατηρήσειςΜέχρις_ότου - Σύγκριση με Όσο...επανάλαβε - Γενικές Παρατηρήσεις
Μέχρις_ότου - Σύγκριση με Όσο...επανάλαβε - Γενικές Παρατηρήσειςfrijalas
 
30 Ερωτήσεις με Απαντήσεις στους Τρεις Νόμους Νεύτωνα για Β΄ Γυμνασίου και Όχ...
30 Ερωτήσεις με Απαντήσεις στους Τρεις Νόμους Νεύτωνα για Β΄ Γυμνασίου και Όχ...30 Ερωτήσεις με Απαντήσεις στους Τρεις Νόμους Νεύτωνα για Β΄ Γυμνασίου και Όχ...
30 Ερωτήσεις με Απαντήσεις στους Τρεις Νόμους Νεύτωνα για Β΄ Γυμνασίου και Όχ...HOME
 
Εξετάσεις Ιουνίου στη Βιολογία Β Γυμνασίου
Εξετάσεις Ιουνίου στη Βιολογία Β ΓυμνασίουΕξετάσεις Ιουνίου στη Βιολογία Β Γυμνασίου
Εξετάσεις Ιουνίου στη Βιολογία Β ΓυμνασίουΠαναγιώτα Γκογκόση
 
Συνάρτηση "1-1"
Συνάρτηση "1-1"Συνάρτηση "1-1"
Συνάρτηση "1-1"peri2005
 
Εξετάσεις Ιουνίου στη Βιολογία Γ γυμνασίου
Εξετάσεις Ιουνίου στη Βιολογία Γ γυμνασίουΕξετάσεις Ιουνίου στη Βιολογία Γ γυμνασίου
Εξετάσεις Ιουνίου στη Βιολογία Γ γυμνασίουΠαναγιώτα Γκογκόση
 
δυναμικη ενεργεια ταλαντωσης και ελατηριου
δυναμικη ενεργεια ταλαντωσης και ελατηριουδυναμικη ενεργεια ταλαντωσης και ελατηριου
δυναμικη ενεργεια ταλαντωσης και ελατηριουΜαυρουδης Μακης
 

What's hot (20)

25 μεθοδολογίες στα διανύσματα
25 μεθοδολογίες στα διανύσματα25 μεθοδολογίες στα διανύσματα
25 μεθοδολογίες στα διανύσματα
 
αδμε
αδμεαδμε
αδμε
 
12 Λυμένες Ασκήσεις στην Ορμή και τις Κρούσεις από το Διονύση Μάργαρη
12 Λυμένες Ασκήσεις στην Ορμή και τις Κρούσεις από το Διονύση Μάργαρη12 Λυμένες Ασκήσεις στην Ορμή και τις Κρούσεις από το Διονύση Μάργαρη
12 Λυμένες Ασκήσεις στην Ορμή και τις Κρούσεις από το Διονύση Μάργαρη
 
Σημειώσεις Τριγωνομετρίας Β΄ Λυκείου
Σημειώσεις Τριγωνομετρίας Β΄ Λυκείου Σημειώσεις Τριγωνομετρίας Β΄ Λυκείου
Σημειώσεις Τριγωνομετρίας Β΄ Λυκείου
 
10 Ασκήσεις στο Νόμο του Coulomb
10 Ασκήσεις στο Νόμο του Coulomb 10 Ασκήσεις στο Νόμο του Coulomb
10 Ασκήσεις στο Νόμο του Coulomb
 
Βασικές ανισότητες και ερμηνεία από τις γραφικές παραστάσεις
Βασικές ανισότητες και ερμηνεία από τις γραφικές παραστάσειςΒασικές ανισότητες και ερμηνεία από τις γραφικές παραστάσεις
Βασικές ανισότητες και ερμηνεία από τις γραφικές παραστάσεις
 
Επαναληπτικό διαγώνισμα Β Λυκείου Άλγεβρα - Πολυώνυμα
Επαναληπτικό διαγώνισμα Β Λυκείου Άλγεβρα - ΠολυώνυμαΕπαναληπτικό διαγώνισμα Β Λυκείου Άλγεβρα - Πολυώνυμα
Επαναληπτικό διαγώνισμα Β Λυκείου Άλγεβρα - Πολυώνυμα
 
Βασικά τριγωνομετρικά όρια - Εργασία μαθητών
Βασικά τριγωνομετρικά όρια - Εργασία μαθητώνΒασικά τριγωνομετρικά όρια - Εργασία μαθητών
Βασικά τριγωνομετρικά όρια - Εργασία μαθητών
 
Σημειώσεις στα πολυώνυμα για προχωρημένους!!
Σημειώσεις στα πολυώνυμα για προχωρημένους!! Σημειώσεις στα πολυώνυμα για προχωρημένους!!
Σημειώσεις στα πολυώνυμα για προχωρημένους!!
 
Εξισώσεις - Ανισώσεις Α' Λυκείου
Εξισώσεις - Ανισώσεις Α' ΛυκείουΕξισώσεις - Ανισώσεις Α' Λυκείου
Εξισώσεις - Ανισώσεις Α' Λυκείου
 
κεφ 3ο τριγωνομετρία
κεφ 3ο τριγωνομετρίακεφ 3ο τριγωνομετρία
κεφ 3ο τριγωνομετρία
 
1.2: Ασκήσεις στην ισότητα και σύνθεση συναρτήσεων
1.2: Ασκήσεις στην ισότητα και σύνθεση συναρτήσεων 1.2: Ασκήσεις στην ισότητα και σύνθεση συναρτήσεων
1.2: Ασκήσεις στην ισότητα και σύνθεση συναρτήσεων
 
τυπολόγιο φυσικής α λυκείου
τυπολόγιο φυσικής α λυκείου τυπολόγιο φυσικής α λυκείου
τυπολόγιο φυσικής α λυκείου
 
Μέχρις_ότου - Σύγκριση με Όσο...επανάλαβε - Γενικές Παρατηρήσεις
Μέχρις_ότου - Σύγκριση με Όσο...επανάλαβε - Γενικές ΠαρατηρήσειςΜέχρις_ότου - Σύγκριση με Όσο...επανάλαβε - Γενικές Παρατηρήσεις
Μέχρις_ότου - Σύγκριση με Όσο...επανάλαβε - Γενικές Παρατηρήσεις
 
30 Ερωτήσεις με Απαντήσεις στους Τρεις Νόμους Νεύτωνα για Β΄ Γυμνασίου και Όχ...
30 Ερωτήσεις με Απαντήσεις στους Τρεις Νόμους Νεύτωνα για Β΄ Γυμνασίου και Όχ...30 Ερωτήσεις με Απαντήσεις στους Τρεις Νόμους Νεύτωνα για Β΄ Γυμνασίου και Όχ...
30 Ερωτήσεις με Απαντήσεις στους Τρεις Νόμους Νεύτωνα για Β΄ Γυμνασίου και Όχ...
 
Εξετάσεις Ιουνίου στη Βιολογία Β Γυμνασίου
Εξετάσεις Ιουνίου στη Βιολογία Β ΓυμνασίουΕξετάσεις Ιουνίου στη Βιολογία Β Γυμνασίου
Εξετάσεις Ιουνίου στη Βιολογία Β Γυμνασίου
 
Συνάρτηση "1-1"
Συνάρτηση "1-1"Συνάρτηση "1-1"
Συνάρτηση "1-1"
 
Diagwnisma kefalaio 2
Diagwnisma kefalaio 2Diagwnisma kefalaio 2
Diagwnisma kefalaio 2
 
Εξετάσεις Ιουνίου στη Βιολογία Γ γυμνασίου
Εξετάσεις Ιουνίου στη Βιολογία Γ γυμνασίουΕξετάσεις Ιουνίου στη Βιολογία Γ γυμνασίου
Εξετάσεις Ιουνίου στη Βιολογία Γ γυμνασίου
 
δυναμικη ενεργεια ταλαντωσης και ελατηριου
δυναμικη ενεργεια ταλαντωσης και ελατηριουδυναμικη ενεργεια ταλαντωσης και ελατηριου
δυναμικη ενεργεια ταλαντωσης και ελατηριου
 

Viewers also liked

Σύγχρονες διδακτικές προσεγγίσεις
Σύγχρονες διδακτικές προσεγγίσειςΣύγχρονες διδακτικές προσεγγίσεις
Σύγχρονες διδακτικές προσεγγίσειςΓιάννης Παπαδάκης
 

Viewers also liked (19)

Xronos
XronosXronos
Xronos
 
μεταβολη και ρυθμος μεταβολης
μεταβολη και ρυθμος μεταβοληςμεταβολη και ρυθμος μεταβολης
μεταβολη και ρυθμος μεταβολης
 
Are yousmart
Are yousmartAre yousmart
Are yousmart
 
Newton leibniz-120415153838-phpapp01
Newton leibniz-120415153838-phpapp01Newton leibniz-120415153838-phpapp01
Newton leibniz-120415153838-phpapp01
 
κύματα 10 12_2012
κύματα 10 12_2012κύματα 10 12_2012
κύματα 10 12_2012
 
ερωτήσεις - απαντήσεις χημείας 2
ερωτήσεις - απαντήσεις χημείας 2ερωτήσεις - απαντήσεις χημείας 2
ερωτήσεις - απαντήσεις χημείας 2
 
οι ιδέες των μαθητών στη φυσική
οι ιδέες των μαθητών στη φυσικήοι ιδέες των μαθητών στη φυσική
οι ιδέες των μαθητών στη φυσική
 
κοινωνικά δίκτυα
κοινωνικά δίκτυακοινωνικά δίκτυα
κοινωνικά δίκτυα
 
Ena mikro taxidi_ston_kosmo
Ena mikro taxidi_ston_kosmoEna mikro taxidi_ston_kosmo
Ena mikro taxidi_ston_kosmo
 
κίνηση 7 11 2012_β
κίνηση 7 11 2012_βκίνηση 7 11 2012_β
κίνηση 7 11 2012_β
 
ορμή 13 11 2012_β
ορμή 13 11 2012_βορμή 13 11 2012_β
ορμή 13 11 2012_β
 
Σύγχρονες διδακτικές προσεγγίσεις
Σύγχρονες διδακτικές προσεγγίσειςΣύγχρονες διδακτικές προσεγγίσεις
Σύγχρονες διδακτικές προσεγγίσεις
 
βάρος, μάζα
βάρος, μάζαβάρος, μάζα
βάρος, μάζα
 
η ιστορια του χιλιογραμμου (Kg)
η ιστορια του χιλιογραμμου (Kg)η ιστορια του χιλιογραμμου (Kg)
η ιστορια του χιλιογραμμου (Kg)
 
α λυκ 1 ευθυγραμμη κίνηση
α λυκ 1  ευθυγραμμη κίνησηα λυκ 1  ευθυγραμμη κίνηση
α λυκ 1 ευθυγραμμη κίνηση
 
B lyk epanalhpsi_14_11_2013
B lyk epanalhpsi_14_11_2013B lyk epanalhpsi_14_11_2013
B lyk epanalhpsi_14_11_2013
 
ηλεκτρικές ταλαντώσεις
ηλεκτρικές ταλαντώσειςηλεκτρικές ταλαντώσεις
ηλεκτρικές ταλαντώσεις
 
νόμοι νεύτωνα
νόμοι νεύτωνανόμοι νεύτωνα
νόμοι νεύτωνα
 
οριζόντια βολή
οριζόντια βολήοριζόντια βολή
οριζόντια βολή
 

Similar to ταλαντώσεις

ταλαντώσεις 1 (κινηματική και δυναμική μελέτη)
ταλαντώσεις 1 (κινηματική και δυναμική μελέτη)ταλαντώσεις 1 (κινηματική και δυναμική μελέτη)
ταλαντώσεις 1 (κινηματική και δυναμική μελέτη)Panagiotis Liagkridonis
 
Φυσική Ταλάντωση με κατακόρυφο ελατήριο και κρούση
Φυσική   Ταλάντωση με κατακόρυφο ελατήριο και κρούσηΦυσική   Ταλάντωση με κατακόρυφο ελατήριο και κρούση
Φυσική Ταλάντωση με κατακόρυφο ελατήριο και κρούσηBillonious
 
ολο το κεφ 1 ασκ (δ) new
ολο το κεφ 1 ασκ (δ) newολο το κεφ 1 ασκ (δ) new
ολο το κεφ 1 ασκ (δ) newChris Tsoukatos
 
20150829 ασκησεισ ταλαντωσεων
20150829 ασκησεισ ταλαντωσεων20150829 ασκησεισ ταλαντωσεων
20150829 ασκησεισ ταλαντωσεωνnmandoulidis
 
22 - Aρμονική ταλάντωση με το Multilog
22 - Aρμονική ταλάντωση με το Multilog22 - Aρμονική ταλάντωση με το Multilog
22 - Aρμονική ταλάντωση με το MultilogStathis Gourzis
 
Oλοκλήρωση των εξισώσεων κίνησης (ιιι).2
Oλοκλήρωση των εξισώσεων κίνησης (ιιι).2Oλοκλήρωση των εξισώσεων κίνησης (ιιι).2
Oλοκλήρωση των εξισώσεων κίνησης (ιιι).2John Fiorentinos
 
01α_Γ' Λυκ Φυσ Προσ_Κενά Μηχανική
01α_Γ' Λυκ Φυσ Προσ_Κενά Μηχανική01α_Γ' Λυκ Φυσ Προσ_Κενά Μηχανική
01α_Γ' Λυκ Φυσ Προσ_Κενά ΜηχανικήDimitris Kontoudakis
 
ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ
ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ
ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣJohn Fiorentinos
 
Typologio 1
Typologio 1Typologio 1
Typologio 1grekdrak
 
το κύμα μας «ξέφυγε» προς τ’ αριστερά.
το κύμα μας «ξέφυγε» προς τ’ αριστερά.το κύμα μας «ξέφυγε» προς τ’ αριστερά.
το κύμα μας «ξέφυγε» προς τ’ αριστερά.Διονύσης Μάργαρης
 
2015 τριγωνομετρια
2015 τριγωνομετρια2015 τριγωνομετρια
2015 τριγωνομετριαStratis Malliakas
 
Κεφάλαιο-2-ΑΣΚΗΣΕΙΣ-Κύματα-Γ-Λυκείου.pdf
Κεφάλαιο-2-ΑΣΚΗΣΕΙΣ-Κύματα-Γ-Λυκείου.pdfΚεφάλαιο-2-ΑΣΚΗΣΕΙΣ-Κύματα-Γ-Λυκείου.pdf
Κεφάλαιο-2-ΑΣΚΗΣΕΙΣ-Κύματα-Γ-Λυκείου.pdfΜαυρουδης Μακης
 
μεθοδολογια τριβες
μεθοδολογια τριβεςμεθοδολογια τριβες
μεθοδολογια τριβεςLambros Karidas
 
Κίνηση με αντίσταση ανάλογη του τετραγώνου της ταχύτητας
Κίνηση με αντίσταση ανάλογη του τετραγώνου της ταχύτηταςΚίνηση με αντίσταση ανάλογη του τετραγώνου της ταχύτητας
Κίνηση με αντίσταση ανάλογη του τετραγώνου της ταχύτηταςJohn Fiorentinos
 

Similar to ταλαντώσεις (20)

ταλαντώσεις 1 (κινηματική και δυναμική μελέτη)
ταλαντώσεις 1 (κινηματική και δυναμική μελέτη)ταλαντώσεις 1 (κινηματική και δυναμική μελέτη)
ταλαντώσεις 1 (κινηματική και δυναμική μελέτη)
 
Φυσική Ταλάντωση με κατακόρυφο ελατήριο και κρούση
Φυσική   Ταλάντωση με κατακόρυφο ελατήριο και κρούσηΦυσική   Ταλάντωση με κατακόρυφο ελατήριο και κρούση
Φυσική Ταλάντωση με κατακόρυφο ελατήριο και κρούση
 
ολο το κεφ 1 ασκ (δ) new
ολο το κεφ 1 ασκ (δ) newολο το κεφ 1 ασκ (δ) new
ολο το κεφ 1 ασκ (δ) new
 
12 ασκήσεις ταλαντώσεων
12 ασκήσεις ταλαντώσεων12 ασκήσεις ταλαντώσεων
12 ασκήσεις ταλαντώσεων
 
20150829 ασκησεισ ταλαντωσεων
20150829 ασκησεισ ταλαντωσεων20150829 ασκησεισ ταλαντωσεων
20150829 ασκησεισ ταλαντωσεων
 
Physics
PhysicsPhysics
Physics
 
1ο διαγωνισμα(αρχη αατ)
1ο διαγωνισμα(αρχη αατ)1ο διαγωνισμα(αρχη αατ)
1ο διαγωνισμα(αρχη αατ)
 
2008 physics
2008 physics2008 physics
2008 physics
 
22 - Aρμονική ταλάντωση με το Multilog
22 - Aρμονική ταλάντωση με το Multilog22 - Aρμονική ταλάντωση με το Multilog
22 - Aρμονική ταλάντωση με το Multilog
 
Oλοκλήρωση των εξισώσεων κίνησης (ιιι).2
Oλοκλήρωση των εξισώσεων κίνησης (ιιι).2Oλοκλήρωση των εξισώσεων κίνησης (ιιι).2
Oλοκλήρωση των εξισώσεων κίνησης (ιιι).2
 
01α_Γ' Λυκ Φυσ Προσ_Κενά Μηχανική
01α_Γ' Λυκ Φυσ Προσ_Κενά Μηχανική01α_Γ' Λυκ Φυσ Προσ_Κενά Μηχανική
01α_Γ' Λυκ Φυσ Προσ_Κενά Μηχανική
 
ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ
ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ
ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ
 
παρατηρησεις στις α.α.τ 1
παρατηρησεις στις α.α.τ 1παρατηρησεις στις α.α.τ 1
παρατηρησεις στις α.α.τ 1
 
Typologio 1
Typologio 1Typologio 1
Typologio 1
 
το κύμα μας «ξέφυγε» προς τ’ αριστερά.
το κύμα μας «ξέφυγε» προς τ’ αριστερά.το κύμα μας «ξέφυγε» προς τ’ αριστερά.
το κύμα μας «ξέφυγε» προς τ’ αριστερά.
 
2015 τριγωνομετρια
2015 τριγωνομετρια2015 τριγωνομετρια
2015 τριγωνομετρια
 
2015 τριγωνομετρια
2015 τριγωνομετρια2015 τριγωνομετρια
2015 τριγωνομετρια
 
Κεφάλαιο-2-ΑΣΚΗΣΕΙΣ-Κύματα-Γ-Λυκείου.pdf
Κεφάλαιο-2-ΑΣΚΗΣΕΙΣ-Κύματα-Γ-Λυκείου.pdfΚεφάλαιο-2-ΑΣΚΗΣΕΙΣ-Κύματα-Γ-Λυκείου.pdf
Κεφάλαιο-2-ΑΣΚΗΣΕΙΣ-Κύματα-Γ-Λυκείου.pdf
 
μεθοδολογια τριβες
μεθοδολογια τριβεςμεθοδολογια τριβες
μεθοδολογια τριβες
 
Κίνηση με αντίσταση ανάλογη του τετραγώνου της ταχύτητας
Κίνηση με αντίσταση ανάλογη του τετραγώνου της ταχύτηταςΚίνηση με αντίσταση ανάλογη του τετραγώνου της ταχύτητας
Κίνηση με αντίσταση ανάλογη του τετραγώνου της ταχύτητας
 

More from Γιάννης Παπαδάκης

φυσικές επιστήμες επιθυμίες και πραγματικότητα
φυσικές επιστήμες επιθυμίες και πραγματικότηταφυσικές επιστήμες επιθυμίες και πραγματικότητα
φυσικές επιστήμες επιθυμίες και πραγματικότηταΓιάννης Παπαδάκης
 
μελέτη περιβάλλοντος α΄ δημοτικού
μελέτη περιβάλλοντος α΄ δημοτικούμελέτη περιβάλλοντος α΄ δημοτικού
μελέτη περιβάλλοντος α΄ δημοτικούΓιάννης Παπαδάκης
 
μια πρόταση διδασκαλίας στην ορμή - κρούση
μια πρόταση διδασκαλίας στην ορμή - κρούσημια πρόταση διδασκαλίας στην ορμή - κρούση
μια πρόταση διδασκαλίας στην ορμή - κρούσηΓιάννης Παπαδάκης
 

More from Γιάννης Παπαδάκης (20)

φυσικές επιστήμες επιθυμίες και πραγματικότητα
φυσικές επιστήμες επιθυμίες και πραγματικότηταφυσικές επιστήμες επιθυμίες και πραγματικότητα
φυσικές επιστήμες επιθυμίες και πραγματικότητα
 
μελέτη περιβάλλοντος α΄ δημοτικού
μελέτη περιβάλλοντος α΄ δημοτικούμελέτη περιβάλλοντος α΄ δημοτικού
μελέτη περιβάλλοντος α΄ δημοτικού
 
διδακτική των φ.ε.
διδακτική των φ.ε.διδακτική των φ.ε.
διδακτική των φ.ε.
 
διαγώνισμα Α Λυκείου 18-12-14
διαγώνισμα Α Λυκείου 18-12-14διαγώνισμα Α Λυκείου 18-12-14
διαγώνισμα Α Λυκείου 18-12-14
 
μια πρόταση διδασκαλίας στην ορμή - κρούση
μια πρόταση διδασκαλίας στην ορμή - κρούσημια πρόταση διδασκαλίας στην ορμή - κρούση
μια πρόταση διδασκαλίας στην ορμή - κρούση
 
ομαλή κυκλική κίνηση
ομαλή κυκλική κίνησηομαλή κυκλική κίνηση
ομαλή κυκλική κίνηση
 
ταχύτητα 1.1.5 7
ταχύτητα 1.1.5 7ταχύτητα 1.1.5 7
ταχύτητα 1.1.5 7
 
ορμή
ορμήορμή
ορμή
 
ορμή1
ορμή1ορμή1
ορμή1
 
ομαλή κυκλική κίνηση
ομαλή κυκλική κίνησηομαλή κυκλική κίνηση
ομαλή κυκλική κίνηση
 
μονάδες
μονάδεςμονάδες
μονάδες
 
μάζα βάρος-όγκος
μάζα βάρος-όγκοςμάζα βάρος-όγκος
μάζα βάρος-όγκος
 
ευθύγραμμη ομαλή κίνηση1
ευθύγραμμη ομαλή κίνηση1ευθύγραμμη ομαλή κίνηση1
ευθύγραμμη ομαλή κίνηση1
 
Ευτύγραμμη κίνηση - θέση χρόνος
Ευτύγραμμη κίνηση - θέση χρόνοςΕυτύγραμμη κίνηση - θέση χρόνος
Ευτύγραμμη κίνηση - θέση χρόνος
 
η ιστορία της μετρολογίας
η ιστορία της μετρολογίαςη ιστορία της μετρολογίας
η ιστορία της μετρολογίας
 
επιτάχυνση 1.1.8
επιτάχυνση 1.1.8επιτάχυνση 1.1.8
επιτάχυνση 1.1.8
 
ευθύγραμμη κίνηση 1.1.1 4
ευθύγραμμη κίνηση 1.1.1 4ευθύγραμμη κίνηση 1.1.1 4
ευθύγραμμη κίνηση 1.1.1 4
 
α λυκ 1 ευθυγραμμη κίνηση
α λυκ 1  ευθυγραμμη κίνησηα λυκ 1  ευθυγραμμη κίνηση
α λυκ 1 ευθυγραμμη κίνηση
 
χρόνος
χρόνοςχρόνος
χρόνος
 
φυσική1
φυσική1φυσική1
φυσική1
 

ταλαντώσεις

  • 1.
  • 2.
  • 3. 1. Ασκήσεις με τα χαρακτηριστικά της κίνησης. Μικρές ασκήσεις που αναφέρονται στους ορισμούς της περιόδου, της συχνότητας, του πλάτους και της ενέργειας της ταλάντωσης, ανήκουν σε αυτή τη κατηγορία. Πρέπει να γνωρίζουμε τους ορισμούς αυτών των χαρακτηριστικών. Περίοδος είναι ο χρόνος για μια πλήρη ταλάντωση. Συχνότητα είναι ο αριθμός των ταλαντώσεων στη μονάδα του χρόνου δηλ. σε 1 sec. Πλάτος είναι η μεγαλύτερη απομάκρυνση από τη θέση ισορροπίας. Ενέργεια της ταλάντωσης είναι η απαιτούμενη ενέργεια για να τεθεί σε ταλάντωση ένα σώμα. 1 f T= 1 D A2 2 E = ´ ´
  • 4. 1. Ασκήσεις με τα χαρακτηριστικά της κίνησης. Παράδειγμα: Ένα σημειακό αντικείμενο εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση με περίοδο Τ=4sec και πλάτος Α=0.1m. Ποια ή ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; α. Η απόσταση ανάμεσα στις ακραίες θέσεις της ταλάντωσης είναι 0.2m. (Διπλάσια του πλάτους) β. Ο χρόνος ανάμεσα σε δύο διαδοχικούς μηδενισμούς της ταχύτητας είναι 4sec. (Το μισό της περιόδου) γ. Το σημειακό αντικείμενο εκτελεί δύο ταλαντώσεις κάθε 8sec. (Συχνότητα) δ. Στη διάρκεια μιας περιόδου το αντικείμενο έχει διανύσει διάστημα 0.4m. (Τετραπλάσιο του πλάτους)
  • 5. 2. Πληροφορίες από τις εξισώσεις κίνησης. Θα μας δίνεται μία από τις εξισώσεις κίνησης και εμείς θα βρίσκουμε διάφορα χαρακτηριστικά της ενώ θα κατασκευάζουμε γραφικές παραστάσεις. Έστω ότι μας δίνεται η εξίσωση της μεταβολής με το χρόνο ενός μεγέθους της ταλάντωσης (πχ. της απομάκρυνσης). Συγκρίνουμε την εξίσωση που μας δίνουν με τη γενική μορφή της αντίστοιχης εξίσωσης που ξέρουμε από τη θεωρία.
  • 6. 2. Πληροφορίες από τις εξισώσεις κίνησης. x = 5 ×hm æç 314 × t + p ö÷ è 2 ø ( ) 0 x = A×hm w ×t +f max = × = × w p 500 sec 2 4 2 5 10 max 2 sec u A m A m a = w × = × × p p sun p = 500 × × æ çè 314 × + ö ÷ø = - × × × æ çè × + ö ÷ø a 4 p 2 hm p 2 5 10 314 2 u t t Συγκεκριμένα γνωρίζουμε την εξίσωση της απομάκρυνσης με το χρόνο: Θα την συγκρίνουμε με την γενική μορφή: Αποτέλεσμα της σύγκρισης είναι: Α=5 m ω=314 rad/sec=100π rad/sec φ0=π/2 rad Τώρα μπορούμε άνετα να προσδιορίσουμε και άλλα χαρακτηριστικά της κίνησης όπως: και να γράψουμε τις αντίστοιχες εξισώσεις τους:
  • 7. 2. Πληροφορίες από τις εξισώσεις κίνησης. Προσοχή: Μπορεί να μας δίνουν με έμμεσο τρόπο κάποια χαρακτηριστικά της κίνησης. •Η απόσταση ανάμεσα στις ακραίες θέσεις, είναι διπλάσια του πλάτους. •Η ταχύτητα όταν διέρχεται από τη θέση ισορροπίας, είναι η μέγιστη κατά μέτρο. •Η επιτάχυνση στο άκρο της κίνησης, είναι η μέγιστη. •Η δύναμη για να φέρουμε το σώμα στην ακραία θέση και μετά να το αφήσουμε ελεύθερο είναι η μέγιστη. •Όταν η ταχύτητα είναι μηδέν το σώμα είναι στην ακραία θέση. •Όταν μας δίνουν τις σχέσεις: F = -D× x,a = -w 2 × x πρέπει να αντιστοιχούμε τα διάφορα μεγέθη με το πρόσημό τους (πχ εάν χ=-0.02m και D=100N/m τότε F=+2 N).
  • 8. 3. Πληροφορίες από τις γραφικές παραστάσεις. Θα μας δίνεται μία γραφική παράσταση και εμείς θα βρίσκουμε διάφορα χαρακτηριστικά της κίνησης και θα κατασκευάζουμε άλλες γραφικές παραστάσεις και εξισώσεις. Στο σχήμα έχουμε τη μεταβολή της απομάκρυνσης με το χρόνο. Παρατηρούμε ότι: A = = Þ = Þw = p MAX = w´ = ´p 2 2 2 a = w ´A = ´p = ® = < ®j = p o 0.04m T 2sec f 0.5Hz rad / sec u A 0.04 m/ sec 0.04 m/ sec MAC t 0 x 0,u 0 rad Τώρα μπορούμε να γράψουμε όλες τις εξισώσεις με το χρόνο. ( ) ( ) 2 ( ) x = 0.04 hm p t + p u = 0.04 psun p t + p a = - p hm p + p 0.04 t
  • 9. 4. Προσδιορισμός της αρχικής φάσης. Η αρχική φάση προσδιορίζεται από τις αρχικές (για t=0) συνθήκες της απομάκρυνσης και της ταχύτητας ενός κινητού που εκτελεί α.α.τ. Οι συνθήκες αυτές θα δίνονται στην εκφώνηση της άσκησης. Πότε δεν θα έχουμε αρχική φάση; Όταν για t=0, το κινητό περνά από τη θέση ισορροπίας (x=o) με θετική ταχύτητα(u>0). Πότε θα έχουμε αρχική φάση; Σε όλες τις άλλες περιπτώσεις. Η τιμή της αρχικής φάσης βρίσκεται λύνοντας μια τριγωνομετρική εξίσωση. Ας δούμε μερικά παραδείγματα. Από τη γενική εξίσωση της απομάκρυνσης έχουμε t = 0Þ x = 0,u > 0 ( ) t x = ® = 0 0 x A t = ´ ´+ ¾¾¾¾® 0 = ´ ¾¾¾® ¹ 0 0 A = ® 0 = ® 0 = ´ ´ = ´ + ´ { ( ) 0 0 0 0 0 2 , 2 1 } A hm w f hmf hmf hmf hm Για f k p f k p
  • 10. 4. Προσδιορισμός της αρχικής φάσης. 0 £f0 < 2p 0 f = 0,p ( ) 0 u =wA×sun w ×t +f ¾t¾= ®u =wA×sunf 0 0 όμως Άρα Ποια από της δύο θα είναι αποδεκτή θα μας το πει η ταχύτητα. Πράγματι για t=0 έχουμε: Εάν θέσουμε φ0=0 παίρνουμε u>0 ενώ με φ0=π παίρνουμε u<0. Δεκτή είναι προφανώς η φ0=0. Η εξίσωση τελικά γίνεται : x=Α ημωt
  • 11. 5. Προσδιορισμός του χρόνου. Μας ζητούν να προσδιορίσουμε σε ποια χρονική στιγμή το κινητό διέρχεται από μια ορισμένη θέση. Αφού έχουμε βρει την αρχική φάση, αντικαθιστούμε την τιμή της θέσης στην εξίσωση της απομάκρυνσης με το χρόνο και λύνουμε την τριγωνομετρική εξίσωση που προκύπτει. Ας δούμε ένα παράδειγμα. Για ένα κινητό που εκτελεί α.α.τ , η εξίσωση της απομάκρυνσης με το χρόνο δίνεται από τη σχέση: x = A×hm æçp ×t ö÷ è 6 ø Να βρείτε τη χρονική στιγμή στην οποία το κινητό περνά από τη θέση χ=Α/2 με κατεύθυνση προς τη θέση ισορροπίας για πρώτη φορά. Στην εξίσωση της απομάκρυνσης θέτουμε χ = Α/2 και υπολογίζουμε το χρόνο.
  • 12. 5. Προσδιορισμός του χρόνου. A A hm p t 1 hm p t hm p hm p t = × æ × öÞ = æ æ 2 çè 6 ÷ø 2 çè × 6 ÷ø öÞ = çè × öÞ 6 6 ÷ø Þ p × = p + p t 2 k 6 6 p ×t = 2 kp +p -p 6 6 ή Επειδή για πρώτη φορά θα περάσει από αυτή τη θέση πρέπει να βρούμε το μικρότερο χρόνο. Γι’αυτό διαλέγουμε κ = 0 . Μετά από πράξεις στις δύο παραπάνω εξισώσεις παίρνουμε: 1 t =1sec 2 t = 5sec και Πάλι όμως πρέπει να επιλέξουμε μεταξύ των δύο. Επειδή μας ζητά η ταχύτητα να βλέπει προς τη θέση ισορροπίας θα έχουμε u<0.Πηγαίνουμε στην εξίσωση της ταχύτητας και θέτουμε όπου t τις αντίστοιχες τιμές 1sec και 5sec.Τότε θα έχουμε: u t = = u ×sun æçp × ö÷ > è ø ( ) max 1sec 1 0 6 u t = = u ×sun æçp × ö÷ < è ø ( ) max 5sec 5 0 6 Προφανώς δεκτή είναι η τιμή t=5sec.
  • 13. 6. Συνθήκη για απλή αρμονική ταλάντωση. Σ’ αυτή τη κατηγορία ασκήσεων μας ζητούν να αποδείξουμε ότι ένα σώμα εκτελεί Α.Α.Τ. Αυτό θα συμβαίνει εάν αποδείξουμε ότι η συνιστάμενη δύναμη είναι ανάλογη της απομάκρυνσης και αντίθετη από αυτήν. r r SF =-D×x Για την απόδειξη ακολουθούμε τα παρακάτω βήματα : 1.Τοποθετούμε τις δυνάμεις πάνω στο σώμα στη θέση ισορροπίας. 2.Εφαρμόζουμε τη συνθήκη ισορροπίας ΣF=0 στον άξονα της κίνησης και σημειώνουμε τη σχέση που προκύπτει. 3.Σε μία τυχαία θέση , αφού τοποθετήσουμε τις δυνάμεις στον άξονα της κίνησης , υπολογίζουμε τη συνιστάμενη δύναμη μέχρι να καταλήξουμε στη μορφή: r r SF =-D× x T 2 m D = ×p × 4. Αντικαθιστούμε τη σταθερά D στη σχέση: και υπολογίζουμε τη περίοδο της ταλάντωσης.
  • 14. 6. Συνθήκη για απλή αρμονική ταλάντωση. Παράδειγμα: Στο πάνω άκρο κατακόρυφου ελατηρίου σταθεράς K,του οποίου το κάτω άκρο είναι ακλόνητα δεμένο σε οριζόντιο δάπεδο, δένουμε σώμα μάζας m. Αφού το σώμα ισορροπήσει , συμπιέζουμε το ελατήριο κατά d επιπλέον και το αφήνουμε ελεύθερο.Να δείξετε ότι το σώμα θα εκτελέσει α.α.τ. και να βρείτε την περίοδο του. elathr ou = ´D = ´ F W K L m g 1 ( ) ί o ΄ elat S = - = ´ - ´D = ´ - ´D + = ´ - ´D - ´ = - ´ = - ´ = 2´ ´ = 2´ ´ F W F m g K L m g K ( L x ) o m g K L K x o K x D x T m m K p p D . Λύση: 1.Τοποθετούμε τις δυνάμεις πάνω στο σώμα στη θέση ισορροπίας. 2.Εφαρμόζουμε τη συνθήκη ισορροπίας ΣF=0 στον άξονα της κίνησης και σημειώνουμε τη σχέση που προκύπτει. 3. Σε μία τυχαία θέση , αφού τοποθετήσουμε τις δυνάμεις στον άξονα της κίνησης , υπολογίζουμε τη συνιστάμενη δύναμη μέχρι να καταλήξουμε στη μορφή: r r SF =-D× x 4. Αντικαθιστούμε τη σταθερά D στη σχέση: και υπολογίζουμε τη περίοδο της ταλάντωσης.
  • 15. 7. Εφαρμογή της αρχής διατήρησης της ενέργειας. Ένα βασικό εργαλείο για τη λύση των ασκήσεων είναι και η αρχή διατήρησης της μηχανικής ενέργειας στην απλή αρμονική ταλάντωση. Συνήθως εφαρμόζεται όταν η άσκηση μας δίνει ζευγάρια (x,u) ή (q,i) ενώ απουσιάζει ο χρόνος. Προσοχή!!! Στην ακραία θέση τα ζευγάρια είναι (x=A,u=0) (q=Qmax,I=0) ενώ στη θέση ισορροπίας (x=0,u=umax) (q=0,i=Imax). Τότε ανάμεσα στα ζευγάρια γράφουμε: , , 1 1 ( ) ( ) 2 2 E x u =E x u = ´D´A = ´m´u ol ol 1 1 2 2 max 2 2 ή στις ηλεκτρικές ταλαντώσεις E ( q , i ) =E ( q , i ) = 1 ´L´I = 1 ´Q ol ol C 2 2 max 1 1 2 2 max 2 2 Διαλέγουμε την ισότητα που περιέχει τον άγνωστό μας και λύνουμε.
  • 16. 7. Εφαρμογή της αρχής διατήρησης της ενέργειας. Παράδειγμα: Σώμα εκτελεί α.α.τ. σε οριζόντιο δρόμο χωρίς τριβές με πλάτος 0.1m.Σε ένα σημείο που απέχει από τη θέση ισορροπίας 0.06m η ταχύτητα του σώματος είναι 0.32m/sec. 1)Πόση είναι η περίοδος του; 2)Σε ποια θέση η ταχύτητα του σώματος είναι 0.12m/sec; Λύση: Θεωρούμε ότι A=0.1m,x1=0.06m,u1=0.32m/sec,u2=0.12m/sec,x2=; Από την αρχή διατήρησης της ενέργειας έχουμε: , , 1 1 ( x u ) ( x u ) D A 2 m u 2 E =E = ´ ´ = ´ ´ 1 1 2 2 max 2 2 2 U K U D A K+ = + = ´ ´ 1 1 2 2 1 2 1 ´ m ´ u 2 + 1 ´ D ´ x 2 = 1 ´ m ´ u 2 + 1 ´ D ´ x 2 = 1 ´ D ´ A 2 2 1 2 1 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 2 m u m x m u m x m A ´ ´ + ´ ´ ´ = ´ ´ + ´ ´ ´ = ´ ´ ´ + ´ = + ´ = ´ + ´ = ´ Þ = 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 u x u x A u x A u 2 2 2 2 2 1 1 1 A ol ol w w w w w w w w w 2 2 x 1 - 2 2 2 u + w ´ x = w ´ A Þ x = w ´ A - u 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 w
  • 17. 8. Κρούση και ταλάντωση. Διακρίνουμε τρία στάδια στη λύση της άσκησης: Πριν τη κρούση: Συνήθως εφαρμόζουμε την Α.Δ.Μ.Ε ή το Θ.Μ.Κ.Ε ή τις εξισώσεις κίνησης της Α’ Λυκείου με σκοπό να βρούμε τις ταχύτητες των σωμάτων λίγο πριν την επαφή τους . Κατά τη κρούση: Εφαρμόζουμε την Α.Δ.Ο ανάμεσα στις καταστάσεις λίγο πριν και λίγο μετά τη κρούση με σκοπό να βρούμε τις τελικές ταχύτητες των σωμάτων. Μετά τη κρούση: Όμοια εφαρμόζουμε την Α.Δ.Μ.Ε ή Θ.Μ.Κ.Ε ή τις εξισώσεις κίνησης με σκοπό να βρούμε ένα νέο πλάτος ή μια νέα ταχύτητα ή ένα νέο ύψος. Οι κρούσεις που θα συναντήσουμε μπορεί να είναι : ελαστικές πλαστικές (τα σώματα μετά τη κρούση συμπεριφέρονται σαν ένα συσσωμάτωμα και έχουν αποκτήσει την ίδια (κοινή) ταχύτητα . Σύμφωνα με την Α.Δ.Ο ισχύει: r r r r r r ( ) ( ) P P P P P P m u m u m v m v prin = meta ol ol + +×××= ' + ' +××× 1 2 1 2 × r + × r +×××= × r + × r +××× 1 1 2 2 1 1 2 2
  • 18. 8. Κρούση και ταλάντωση. Για τη περίπτωση της πλαστικής κρούσης δύο σωμάτων έχουμε: r r ( ) m × u + m × = m + m × u m × u = m + m × u u = m × u 0 k 1 1 2 1 2 ( ) ( ) 1 1 1 2 1 1 1 2 k k m + m
  • 19. 8. Κρούση και ταλάντωση. Κατά τη κρούση πρέπει να ελέγχουμε εάν αλλάζει η θέση ισορροπίας και το πλάτος της ταλάντωσης . Η θέση ισορροπίας αλλάζει εάν μετά τη κρούση έχουμε αλλαγή του βάρους του σώματος που κρέμεται σε κατακόρυφο ελατήριο. Το πλάτος της ταλάντωσης αλλάζει Aν το ταλαντούμενο σύστημα μετά τη κρούση μεταβάλλει την ενέργειά του. Στο διπλανό σχήμα έχουμε μεταβολή του πλάτους της ταλάντωσης όχι όμως και αλλαγή της θέσης ισορροπίας γιατί το ελατήριο είναι οριζόντιο. Σύμφωνα με την Α.Δ.Μ.Ε μετά τη κρούση θα έχουμε: 1 × ( m +m ) ×u 2 + 1 ×D× x 2 = 1 ×D× A '2 Þ A ' = ... 2 1 2 K 2 2
  • 20. 8. Κρούση και ταλάντωση. Στο πιο πάνω σχήμα αλλάζει η θέση ισορροπίας και για να βρούμε το πλάτος ταλάντωσης μετά τη κρούση χρειάζεται ο προσδιορισμός της . Αυτό γίνεται εάν εφαρμόσουμε τη συνθήκη ισορροπίας για το συσσωμάτωμα . SF = 0Þk ×Dl = (m1 + m2 )× g όπου: Δl+x2=Δl0+x1 Η παλιά θέση ισορροπίας (πριν τη κρούση) είναι τώρα τυχαία θέση (μετά τη κρούση). Σύμφωνα με την Α.Δ.Ε θα έχουμε: 1 × ( m + m ) ×u 2 + 1 ×D× x 2 = 1 ×D× A 2 Þ A = ... 2 1 2 K 2 2 2 T 2 m D = ×p × T = 2 ×p × m1 + m2 D Προσοχή!!! Η περίοδος της ταλάντωσης αλλάζει μόνο στην πλαστική κρούση αφού η μάζα αυξάνεται και γίνεται:
  • 21. 9. Ο απλός αρμονικός ταλαντωτής. Η κατηγορία αυτή αφορά το σύστημα ελατήριο-μάζα (K,m).Διακρίνουμε τις καταστάσεις : Το ελατήριο οριζόντιο: Όταν το ελατήριο είναι οριζόντιο η θέση ισορροπίας και η θέση του φυσικού μήκους του ελατηρίου ταυτίζονται. Δηλαδή παραμόρφωση ελατηρίου και απομάκρυνση από τη θέση ισορροπίας είναι το ίδιο. elathr = ´D = ´ D = ´ F W . K L m g o L m g o K Το ελατήριο κατακόρυφο ή πλάγιο: Όταν το ελατήριο είναι πλάγιο ή κατακόρυφο οι θέσεις αυτές δεν ταυτίζονται. Στις περιπτώσεις αυτές εφαρμόζουμε τη συνθήκη ισορροπίας ΣF=0 για να βρούμε την αρχική παραμόρφωση του ελατηρίου ή τη σταθερά Κ του ελατηρίου. elathr = ´D = ´ ´hmj D = ´ ´hmj F W . x K L m g o L m g o K
  • 22. 10. Χάσιμο επαφής. Κατά το χάσιμο της επαφής δύο σωμάτων η μεταξύ τους δύναμη μηδενίζεται. Τα δύο σώματα μετά το χάσιμο της επαφής έχουν την ίδια ταχύτητα και επιτάχυνση που είχε το συσσωμάτωμα λίγο πριν το χάσιμο της επαφής. Για την επίλυση της άσκησης ακολουθούμε τα παρακάτω βήματα. Τοποθετούμε τις δυνάμεις σε κάθε σώμα ξεχωριστά. Οι δυνάμεις που εμφανίζονται είναι εσωτερικές (F1,F2) και εξωτερικές (W,W1,W2,Fελατηρ). Οι εσωτερικές είναι οι δυνάμεις επαφής μεταξύ των σωμάτων και είναι ζεύγος δράσης-αντίδρασης. Το συσσωμάτωμα και το κάθε σώμα ξεχωριστά εκτελούν ταλάντωση της ίδιας περιόδου και του ιδίου πλάτους αλλά διαφορετικής σταθεράς επαναφοράς. Από την εξίσωση των περιόδων έχουμε: = = + m m m m D D D 1 2 1 2 1 2 Υπολογίζουμε τη σταθερά επαναφοράς εκείνου του σώματος που δέχεται τις λιγότερες δυνάμεις. D = m 1 ´ D 1 + m m 1 2 D = m 2 ´ D 2 + m m 1 2
  • 23. 10. Χάσιμο επαφής. Έστω x η τυχαία θέση στην οποία υποθέτουμε ότι τα σώματα χάνουν την επαφή. Σ’αυτή τη θέση εφαρμόζουμε τη συνθήκη για απλή αρμονική ταλάντωση στο σώμα με τις λιγότερες δυνάμεις. S = - ´ - = - ´ F D x 2 F W D x 2 2 2 Μηδενίζουμε τη δύναμη επαφής και λύνουμε ως προς x. - = - ´ ´ = ´ ´ W D x 2 2 m g m 2 D x + + ´ m m m m g ( ) 2 1 2 1 2 x D = .
  • 24. 10. Χάσιμο επαφής. Αν x<A θα έχουμε χάσιμο επαφής.Βρίσκουμε την επιτάχυνση του συσσωματώματος στη θέση x από την εξίσωση a = -w2 ´x [Γ]. Εφαρμόζουμε την αρχή διατήρησης της ενέργειας της ταλάντωσης για να υπολογίσουμε τη ταχύτητα του συσσωματώματος στη θέση x.Αμέσως μετά το χάσιμο της επαφής τα δύο σώματα θα έχουν τη ταχύτητα και την επιτάχυνση που βρήκαμε.
  • 25. 11. Σύνθεση ταλαντώσεων. Σε όλες όμως τις περιπτώσεις θεωρούμε ότι οι δύο επιμέρους κινήσεις συμβαίνουν στην ίδια ευθεία γύρω από την ίδια θέση ισορροπίας. Σύνθεση δύο ταλαντώσεων της ίδιας συχνότητας: Έστω δύο ταλαντώσεις της μορφής : x = A × × t 1 1 x = A × × t 2 2 hm w hm w ( ) ( ) έχουν δηλαδή ίδια συχνότητα , γενικά διαφορετικό πλάτος και διαφορά φάσης φ. Με την βοήθεια της αρχής της επαλληλίας η σύνθετη κίνηση θα είναι της μορφής : x x1 x2 A1 ( t) A2 ( t ) ol = + = ×hm w × + ×hm w × +j
  • 26. 11. Σύνθεση ταλαντώσεων. Διακρίνουμε τις περιπτώσεις: (Α1) Εάν φ=0: x = A × × t 1 1 x = A × × t 2 2 hm w hm w ( ) ( ) x x1 x2 A1 ( t) A2 ( t) x (A1 A2 ) ( t) ol ol Þ = + = ×hm w × + ×hm w × Þ = + ×hm w × Τότε δηλαδή το αποτέλεσμα της σύνθεσης είναι μία νέα ταλάντωση της ίδιας συχνότητας και φάσης με τις αρχικές και με πλάτος το άθροισμα των πλατών.
  • 27. 11. Σύνθεση ταλαντώσεων. (Α2) Εάν φ=1800 τότε: x A t x A t = × × = × × + 1 1 2 2 hm w hm w p ( ) ( ) x x1 x2 A1 ( t) A2 ( t ) x (A1 A2 ) ( t) ol ol Þ = + = ×hm w × + ×hm w × +p Þ = - ×hm w × Η σύνθεση δύο τέτοιων ταλαντώσεων είναι γενικά μία νέα ταλάντωση με πλάτος την διαφορά των πλατών και φάση ίδια με εκείνη που έχει τη μεγαλύτερη. Στην περίπτωση που τα δύο πλάτη είναι ίσα τότε το αποτέλεσμα είναι μηδενικό.
  • 28. 11. Σύνθεση ταλαντώσεων. = × × = × × + 1 1 2 2 ( ) ( ) 2 x A t x A t hm w hm w p = + = ×hm w × + ×hm w × +p 1 2 1 2 ( ) ( ) 2 x x x A t A t ol x A ( t ) ol ol = ×hm w × +q 2 2 1 2 A A A ol = + A A 2 1 efq = (Α3) Εάν φ=900 οι επιμέρους ταλαντώσεις θα είναι της μορφής : Οπότε με την αρχή της επαλληλίας η σύνθετη κίνηση θα είναι : Η γενική μορφή της σύνθετης κίνησης θα είναι : όπου και θ:
  • 29. 11. Σύνθεση ταλαντώσεων. (Α4) Γενικεύοντας την τελευταία περίπτωση για τυχαία διαφορά φάσης, τα διανυσματικά διαγράμματα μας δίνουν: x A t x A t = × × = × × + 1 1 2 2 hm w hm w f ( ) ( ) x = A ´ ( ´t + ) ol ol hm w q 2 2 A = A1 + A2 + 2´A1 ´A2 ´ ol sunj A A A ejq hmf 2 1 2 sunf = × + × όπου: και θ:
  • 30. 12. Διακρότημα. Είναι αποτέλεσμα της σύνθεσης δύο απλών αρμονικών ταλαντώσεων που συμβαίνουν στην ίδια διεύθυνση γύρω από την ίδια θέση ισορροπίας με το ίδιο πλάτος και με συχνότητες που διαφέρουν πολύ λίγο μεταξύ τους. Στη περίπτωση της ίδιας μηδενικής αρχικής φάσης οι εξισώσεις των δύο απλών αρμονικών ταλαντώσεων είναι της μορφής: ( ) ( ) = ´hm w ´ = ´hm w ´ x A t 1 1 x A t 2 2 Σύμφωνα με την αρχή της επαλληλίας η εξίσωση της συνιστάμενης κίνησης είναι: = ´ ´sunæ w -w ´ ö´hmæ w +w ´ ö = ´hmæ w + w ´ ö çè ø¸ èç ø¸ èç ø¸ 14444244443 x 2 A 1 2 t 1 2 t A' 1 2 t A' 2 2 2 Η συνιστάμενη κίνηση είναι περιοδική όχι όμως αρμονική. Ο παράγοντας Α’ με το συνημίτονο μεταβάλλεται πολύ πιο αργά από ότι ο παράγοντας με το ημίτονο. Επειδή το πλάτος Α΄ αυξομειώνεται λέμε ότι η κίνηση παρουσιάζει διακροτήματα. Σε μια τέτοια κίνηση εμφανίζονται τρεις συχνότητες και τρεις περίοδοι, της συνιστάμενης κίνησης, του πλάτους Α΄ και του διακροτήματος. Πρέπει να μάθουμε να τις ξεχωρίζουμε.
  • 31. 12. Διακρότημα. Περίοδος και συχνότητα της συνιστάμενης κίνησης. Είναι η περίοδος και η συχνότητα του παράγοντα ημίτονο. ( ) w +w p´ + w = = 2 f f 1 2 1 2 2 2 ( ) w + = = f f 1 2 ( ) 1 2 f p 2 2 T = 1 = 2 f f f hm hm hm hm hm + Περίοδος και συχνότητα του πλάτους. Είναι η περίοδος και η συχνότητα ( ) w -w p´ - w = = 2 f f 1 2 1 2 2 2 ( ) w - = = f f 1 2 ( ) 1 2 f p 2 2 T = 1 = 2 f f f sun sun sun sun sun - του παράγοντα συνημίτονο.
  • 32. 12. Διακρότημα. Περίοδος και συχνότητα του διακροτήματος. Είναι η περίοδος και η συχνότητα της εμφάνισης των μεγίστων του πλάτους. w = diakr = - f f f 1 2 1 2 2 p T = 1 = 1 f f f diakr diakr diakr - Αριθμός ταλαντώσεων της συνιστάμενης κίνησης σε χρόνο μεταξύ δύο διαδοχικών μηδενισμών ή μεγίστων του πλάτους βρίσκεται από το λόγο T N diakr hm = T