43. A rezgési energia
43. A rezgési energia
Rezgési energia
Fv. 93, 91 old, (használható segédeszköz az érettségin)
Harmonikus rezgés Periodikus mozgás, ahol a kitérés időben szinuszosan változik.
Energiaátalakulás
A két energia folyamatosan átalakul egymásba.
Egyensúlyi helyzetben: csak mozgási energia
Szélsőhelyzetben: csak rugalmas energia
Frekvenciafüggés
→ nagyobb frekvencia vagy amplitúdó → nagyobb rezgési energia.
Csillapítás
Közegellenállás → amplitúdó exponenciálisan csökken
Súrlódás → amplitúdó lineárisan csökken
Középszintű érettségi feladat
https://kemfiz.hu/fizika_kozep_rezgomozgas_ingamozgas.html
Tesztek
5, 6, 13, 17, 18
5. feladat
Egy függőlegesen felfüggesztett, nyújtatlan rugóra akasztunk egy testet, és lassan leengedjük az egyensúlyi helyzetbe. Mit mondhatunk a test helyzeti energiájának és a rugó energiájának változásáról?
A – A rugóenergia változása kisebb, mint a test helyzeti energiájának változása.
Indoklás: A test lassú leengedésekor a súlyerő munkájának egy része a rugóba kerül, de egy része hővé alakul (kéz–test közti súrlódás). Ezért a rugóba kerülő energia kisebb, mint a helyzeti energia csökkenése.
6. feladat
A rugóra függesztett testet h magasságba emeljük az egyensúlyi helyzet fölé, majd elengedjük. Hol lesz a sebessége nulla?
C – A nulla szint alatt h mélységben.
Indoklás: A sebesség a szélső helyzetekben nulla. Ha a testet h-rel felemeljük, akkor a rezgés amplitúdója h lesz, így a másik szélső helyzet az egyensúlyi szint alatt h mélységben található.
13. feladat
Rugóra függesztett test harmonikusan rezeg. Hol nagyobb a gyorsulás nagysága: a felső vagy az alsó fordulóponton?
C – Egyforma a gyorsulás nagysága mindkét fordulóponton.
Indoklás: A gyorsulás nagysága a kitéréssel arányos: a=Dmy. A két fordulópont kitérése azonos nagyságú (csak ellentétes irányú), ezért a gyorsulás nagysága is azonos.
17. feladat
Rugóra akasztott test harmonikusan rezeg. Mikor a legnagyobb a rendszer teljes mechanikai energiája?
D – Egyforma lesz a mechanikai energiák összege mindhárom esetben.
Indoklás: Csillapítás nélkül a rezgés mechanikai energiája állandó: a mozgási és rugalmas energia folyamatosan átalakul egymásba, de összegük minden pillanatban ugyanannyi.
18. feladat
Vízszintes húzó–nyomó rugón rezgő test. Hol nagyobb a rugó energiája: bal vagy jobb fordulóponton?
C – Ugyanannyi a rugóban tárolt energia a két helyzetben.
Indoklás
A két fordulópont kitérése azonos nagyságú (csak az egyik irányban nyúlik, a másikban összenyomódik), ezért a rugó energiája mindkét szélső helyzetben ugyanakkora.