سلام به همه ی کنکوریای عزیز 🖐🖐🖐
در این درسنامه قصد داریم تا در مورد حرکت هماهنگ ساده در فصل سوم فیزیک دوازدهم بحث کنیم.
برای پاسخ ارتباط با رتبه برتر ها حتما پیج رتبه برتر ها رو دنبال کنید.
برای مطالعه مبحث تکانه از فصل دو فیزیک دوازدهم روی تکانه کلیک کنید.
 | متین قنبرزاده-دانشجوی مهندسی مکانیک دانشگاه تهران |
حرکت هماهنگ ساده
مدت زمان یک چرخه، دوره تناوب حرکت نامیده می شود.
عداد نوسان های انجام شده در هرثانیه، بسامد یا فرکانس نوسان نامیده می شود.
uاگر نوسان گری در مدت زمانn, Δt نوسان کامل انجام دهد بسامد نوسان برابر می شود با:
حرکت هماهنگ ساده، یک حرکت رفت و برگشتی روی خط راست است که در آن از نیروهای مقاوم مانند اصطکاک صرف نظر می شود. که در آن هر رفت و برگشت کامل را یک دوره می گویند.
اگر نمودار مکان-زمان یک حرکت نوسانی یک شکل سینوسی ساده باشد به آن حرکت حرکت هماهنگ ساده می گوییم.
معادله حرکت هماهنگ ساده
اگر فرض کنیم در زمان t نوسانگر در دورترین فاصله خود یعنی A باشد مکان نوسان گر را می توان به صورت زیر نوشت:
که در آن ω بسامد زاویه ای نوسانگر است و به صورت زیر تعریف می شود:
نقطه تعادل: جسمی که حرکت هماهنگ ساده دارد اگر نوسان نکند در نقطه ای می ایستد که به آن نقطه نقطه تعادل می گویند.
نمودار مکان- زمان حرکت نوسانگر هماهنگ ساده را می توان به صورت زیر رسم کرد.
دوره و بسامد نوسان در سامانه جرم- فنر
علامت سرعت و شتاب در ناحیه های مختلف حرکت هماهنگ ساده
ناحیه اول یعنی زمانی که نوسانگر از مثبت A به نقطه تعادل می رود.
ناحیه دوم یعنی زمانی که نوسانگر از نقطه تعادل به منفی A می رود.
ناحیه سوم یعنی زمانی که نوسانگر از منفی A به نقطه تعادل می رود.
ناحیه چهارم یعنی زمانی که نوسانگر از نقطه تعادل به مثبت A می رود.
انرژی مکانیکی نوسانگر
انرژی مکانیکی این سیستم برابر با مجموع انرژی پتانسیل و جنبشی آن است و چون سطوح بی اصطکاک هستند، انرژی مکانیکی پایسته است. بنابر این مجموع انرژی جنبشی و پتانسیل در هر نقطه از مسیر برابر است یعنی با افزایش انرژی جنبشی، انرژی پتانسیل کاهش می یابد و برعکس. نمودار زیر تبدیل انرژی جنبشی به پتانسیل در سیستم جرم و فنر را نمایش می دهد:
انرژی مکانیکی سیستم جرم و فنر به صورت زیر است:
بهترین راه برای تسلط به مباحث فیزیک حل تست های فراوان است.
به همین دلیل در ادامه به بررسی 5 تست
از تست کنکور سال های گذشته
می پردازیم.
1-در حرکت یک نوسانگر ساده در لحظه ای که سرعت نوسانگر از مثبت به منفی تغییر علامت می دهد شتاب نوسانگر چگونه است؟
ریاضی-خارج-98
| 1)مثبت است | 2)منفی است | 3)از مثبت به منفی تغییر علامت میدهد | 4)از منفی به مثبت تغییر علامت میدهد |
2-اگر تندی یک نوسان کننده که حرکت هماهنگ ساده دارد در لحظه عبور از نقطه تعادل V باشد.در هر دوره چند بار تندی آن V/3 شده؟
تجربی-خارج-96
| 1)2 | 2)3 | 3)4 | 4)8 |
3- A و X به ترتیب مکان و دامنه نوسانگر در یک حرکت هماهنگ ساده است. در لحظه X=√3/2 A , t1 و جهت حرکت نوسانگر در آن لحظه به سمت نقطه تعادل است. اگر یک ثانیه بعد نوسانگر دوباره به همان مکان برسد. دوره این نوسانگر چند ثانیه است؟
ریاضی-خارج-92
| 1)1/2 | 2)1/6 | 3)2/4 | 4)3/6 |
4-نوسانگری روی محو ایکس حرکت هماهنگ ساده انجام می دهد و مبدا مختصات نقطه تعادل است. اگر دامنه حرکت نوسانگر 2 سانتی متر و بسامد حرکتش 1/4HZباشد. بزرگی سرعت متوسط نوسانگر در کمترین بازه زمانی از مکان2cm√ +در جهت محور ایکس عبور می کند و سپس به مکان 2cm√ - می رسد.چند سانتی متر بر ثانیه است؟
تجربی-داخلی-99
| 1)صفر | 2)3/ (2√2) | 3)5/(2√2 ) | 4)2√ |
5-جسمی به جرم 400 گرم به فنری با ثابت 360 نیوتن بر متر بسته شده است و روی سطح افقی بدون اصطکاکی حرکت هماهنگ ساده انجام می دهد این جسک در مدت 1 ثانیه چند نوسان کامل انجام می دهد؟(پی را 3 در نظر بگیرید)
ریاضی-خارج-98
| 1)5 | 2)15 | 3)30 | 4)60 |
پاسخ کلیدی تست ها
شماره سوال | گزینه ها | |||
سوال یک | 1 | 2 | 3 | 4 |
| سوال دو | 1 | 2 | 3 | 4 |
| سوال سه | 1 | 2 | 3 | 4 |
| سوال چهار | 1 | 2 | 3 | 4 |
| سوال پنج | 1 | 2 | 3 | 4 |
پاسخ تشریحی تست ها در فایل ضمیمه وجود دارد.
