![]() ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Механические колебания и волны.
Колебания – периодически повторяющиеся движения или изменения состояния системы. Гармонические колебания – такой вид колебаний, при котором колеблющаяся величина изменяется в зависимости от времени по закону синуса или косинуса.
Квазиупругие силы – силы, неупругие по природе, но аналогичные по свойствам силам, возникающим при малых деформациях упругих тел.
0 Х
Согласно закону Гука: Fупр = - kx. Согласно 2 закону Ньютона: Решение: гармонический закон: Частота колебаний: Скорость материальной точки: Ускорение материальной точки: Полная энергия колеблющегося тела:
Затухающие колебания – такой вид колебаний, которые существуют в реальных системах, с учётом сил трения и сопротивления. В системе действуют квазиупругие силы, силы сопротивления (трения) => закон Ньютона приобретает вид: Подставим: Решение: Амплитуда: Период: Время релаксации – это время, в течении которого амплитуда уменьшается в е раз. Степень затухания характеризуется логарифмическим декрементом затухания, т.е. величиной, равной натуральному логарифму отношения двух последовательных амплитуд колебаний, разделённых интервалом времени, равным периоду колебаний: За время
Вынужденные колебания – это колебания, возникающие в системе при участии внешней силы, изменяющейся по периодическому закону.
В системе действуют квазиупругие силы, силы трения и внешние силы. Внешняя сила: Второй закон Ньютона:
Решение: Частота вынужденного колебания = частоте вынуждающей силы. Амплитуда вынужденных колебаний имеет максимальное значение при некоторой определённой частоте вынуждающей силы, называемой резонансной. Резонанс – явление достижения максимальной амплитуды для заданных собственной частоты и коэффициента затухания.
B=0 B=1
B=2
w2w1w0 W Автоколебания – частный случай вынужденных колебаний, происходят тогда, когда сама колебательная система управляет внешними силами. При этом легче достигается резонанс, а работы затрачивается меньше. В живых организмах колебания по принципу автоколебаний. Схема:
Волна – процесс распространения колебаний в упругой среде. Механическая волна – механические возмущения, распространяющиеся в пространстве и несущие энергию. Виды волн: 1) продольные – частицы среды совершают колебания по направлению распространения волны – во всех упругих средах; волна,
направление колебаний точек среды
Nt
2) поперечные – частицы среды совершают колебания перпендикулярно направлению распространения волны – на поверхности жидкости.
волна
t
Виды механических волн: 1) упругие волны – распространение упругих деформаций; 2) волны на поверхности жидкости.
Характеристики волн: 1) Скорость - 2) Длина волны - 3) Фронт волны – геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе. 4) Уравнение волны – зависимость смещения колеблющейся точки, участвующей в волновом процессе, от координаты её равновесного положения и времени:
Y Б t1 t2
А Б` X
Х Пусть А колеблется по закону: Тогда В колеблется с запаздыванием на угол
5) Энергия волны.
Эпсилон – энергия в единице объёма волны – объёмная плотность энергии. Поток энергии волн равен отношению энергии, переносимой волнами через некоторую поверхность, к времени, в течение которого этот перенос осуществлён: 6) Плотность потока энергии – интенсивность волны – поток энергии через единицу площади - величина, равная средней энергии, переносимой волной в единицу времени за единицу площади поперечного сечения.
Вектор Умова – вектор I, показывающий направление распространения волн и равный потоку энергии волн, проходящему через единичную площадь, перпендикулярную этому направлению:
Физические характеристики волны: 1. Колебательные: a. амплитуда b. частота c. фаза 2. Волновые: a. длина волны b. скорость волны c. интенсивность Сложные колебания (релаксационные) – отличающиеся от синусоидальных. Преобразование Фурье – любую сложную периодическую функцию можно представить суммой нескольких простых (гармонических) функций, периоды которых кратны периоду сложной функции – это гармонический анализ. Происходит в анализаторах. Итог – гармонический спектр сложного колебания:
0 Звук – колебания и волны, которые действуют на ухо человека и вызывают слуховое ощущение. Звуковые колебания и волны – частный случай механических колебаний и волн. Виды звуков: 1) Тоны – звук, являющийся периодическим процессом: a. простой – гармонический - камертон b. сложный – ангармонический – речь, музыка Сложный тон может быть разложен на простые. Наименьшая частота такого разложения – основной тон, остальные гармоники (обертоны) – имеют частоты, равные 2 2) Шум – звук со сложной неповторяющейся временной зависимостью (шорох, скрип, аплодисменты). Спектр – сплошной.
Физические характеристики звука: 1) Частота звука: от 16 до 20000 Гц. 2) Связь звукового давления и интенсивности: 3) Порог слышимости – минимальная интенсивность, которая вызывает слуховое ощущение. Для частоты 1000 Гц – это 10-12 Вт/м2. 4) Порог болевого ощущения – интенсивность, которая, действуя на ухо, вызывает чувство боли. Для 1000Гц – это 102 Вт/м2. 5) Скорость звука различна в разных средах. В воздухе 330 м/с. 6) Акустический спектр – набор частот, входящих в сложны тон с указанием их амплитуд.
Характеристики слухового ощущения: 1) Высота – определяется частотой звуковой волны. Чем больше частота, тем выше тон. Звук большей интенсивности – более низкий. 2) Тембр – определяется акустическим спектром. Чем больше тонов, тем богаче спектр. 3) Громкость – характеризует уровень слухового ощущения. Зависит от интенсивности звука и частоты. Психофизический закон Вебера-Фехнера: если увеличивать раздражение в геометрической прогрессии (в одинаковое число раз), то ощущение этого раздражения возрастёт в арифметической прогрессии (на одинаковую величину).
Зависимость между громкостью и интенсивностью звука – кривые равной громкости, построенные на экспериментальных данных (создают звук частотой 1 кГц, меняют интенсивность, пока не возникнет слуховое ощущение, аналогичное ощущению громкости исследуемого звука). Зная интенсивность и частоту можно найти фон.
Аудиометрия – метод измерения остроты слуха. Прибор – аудиометр. Полученная кривая – аудиограмма. Определяется и сравнивается порог слухового ощущения на разных частотах. Шумометр – измерение уровня шума.
В клинике: аускультация – стетоскоп/фонендоскоп. Фонендоскоп – полая капсула с мембраной и резиновыми трубками. Фонокардиография – графическая регистрация фонов и шумов сердца. Перкуссия.
Ультразвук – механические колебания и волны с частотой выше 20кГц до 20 МГц. УЗ-излучатели – электромеханические излучатели, основанные на пьезоэлектрическом эффекте (переменный ток к электродам, между которыми - кварц). Длина волны УЗ меньше длины волны звука: 1,4 м – звук в воде (1 кГц), 1,4 мм – ультразвук в воде (1 МГц). УЗ хорошо отражается на границе кость-надкостница – мышца. УЗ в тело человека не проникнет, если не смазать маслом (воздушный слой). Скорость распространения УЗ зависит от среды. Физические процессы: микровибрации, разрушение биомакромолекул, перестройка и повреждение биологических мембран, тепловое действие, разрушение клеток и микроорганизмов, кавитация. В клинике: диагностика (энцефалограф, кардиограф, УЗИ), физиотерапия (800 кГц), ультразвуковой скальпель, фармацевтическая промышленность, остеосинтез, стерилизация.
Инфразвук – волны с частотой меньше 20 Гц. Неблагоприятное действие – резонанс в организме.
Вибрации. Полезное и вредное действие. Массаж. Вибрационная болезнь.
Эффект Доплера – изменение частоты волн, воспринимаемых наблюдателем (приёмником волн), вследствие относительного движения источника волн и наблюдателя. 1 случай: Н приближается к И. 2 случай: И приближается к Н. 3 случай: приближение и отдаление И и Н друг от друга: Система: генератор УЗ – приёмник – неподвижна относительно среды. Движется объект. Он принимает УЗ с частотой
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|