درس چهارم(دوره تناوب)

<?xml:namespace prefix = o />

<?xml:namespace prefix = v />آونگ ساده:

دستگاهی است که شامل یک وزنه ی متصل به نخ و آویزان از یک نقطه.

حرکت نوسانی :

حرکت رفت و برگشتی مشابه حرکت آونگ ساده، مثل حرکت زمین به دور خورشید یا حرکت زمین به دور خودش و یا مثل ضربان قلب.

دوره تناوب (پریود)،T:

مدت زمانی که طول می کشد تا یک نوسان کامل انجام شود.یکای SI دوره ی تناوب ثانیه است.

هر چیزی حرکت داشته باشد ، می تواند به عنوان معیار زمان قرار بگیرد.

دوره تناوب آونگ ساده به دو عامل بستگی دارد:

1- طول نخ : هرچه طول نخ بیشتر شود دوره تناوب بیشتر می شود.

2- نیروی جاذبه : هرچه نیروی جاذبه بیشتر شود دوره تناوب کمتر می شود.

نکته:دوره تناوب آونگ ساده به جرم وزنه بستگی ندارد.دوره ی تناوب بعضی وسایل که حرکت نوسانی دارند به جرم بستگی دارد,مثل وزنه ی متصل به فنر که بالا و پایین می رود.

نمونه سوال

۱-چرا با افزایش طول نخ آونگ ،دوره ی تناوب آن بیشتر می شود؟

زیرا با افزایش طول نخ، در یک رفت و برگشت، آونگ مسافت طولانی تری را طی می کند و در نتیجه زمان رفت و برگشت (دوره تناوب) افزایش می یابد.

۲- چه عواملی در دوره ی تناوب آونگ تأثیر دارد؟ توضیح دهید.

طول نخ و نیروی جاذبه.

۱- هرچه طول نخ آونگ بیشتر باشد، زمان رفت و برگشت آونگ بیشتر می شود. یعنی با افزایش طول نخ ، دوره تناوب افزایش یافته و با کاهش آن دوره تناوب کاهش می یابد.2- هرچه نیروی جاذبه بیشتر باشد، آونگ با سرعت بیشتری حرکت می کند و زمان رفت و برگشت آن کوتاه تر می شود. یعنی با افزایش نیروی جاذبه ، دوره ی تناوب کمتر و با کاهش نیروی جاذبه ،دوره ی تناوب بیشتر می شود.

۳- چرا یک آونگ در حال نوسان ، پس از مدتی از حرکت باز می ایستد؟

جواب:زیرا انرژی آن کم کم به انرژی های دیگر تبدیل می شود.

4- اندازه گیری های گروهی از محققان نشان می دهد که یک آونگ ساده در آفریقای مرکزی (نزدیکی های استوا)کندتر از اروپا (در نیمکره ی شمالی) حرکت می کند!

الف)بگوئید دوره ی تناوب آونگ ساده در آفریقای بیشتر است یا در اروپا؟

بر اساس جمله بالا دوره ی تناوب در آفریقای مرکزی بیشتر از اروپا است. یعنی زمانی که طول می کشد یک آونگ در آفریقای مرکزی یک بار نوسان کند، بیشتر است.

ب)به نظر شما تفاوت دوره ی تناوب آونگ ساده در آفریقای مرکزی و اروپا در اثر تغییر کدام یک از عوامل موثر بر دوره تناوب آن است؟

چون طول نخ در هر دو جا ثابت است ، پس تفاوت دوره ی تناوب آونگ ساده بدلیل تفاوت در نیروی جاذبه در این دو مکان است.

ج)با توجه به اینکه نیروی جاذبه زمین در هر جای زمین به میزان جرم زمین در آنجا بستگی دارد، توضیح دهید حرکت چرخشی زمین به دور خودش به دور محوری است که از قطب شمال و جنوب می گذرد، یا به دور محوری است که از استوا می گذرد؟

چرخش زمین به دور خودش، به دور محوری است که از دو قطب می گذرد.اگر توپ فوتبال کم بادی را به دور خودش (مشابه فرفره)با سرعت زیادی بچرخانیم ، می بینید که یک برآمدگی کوچک در وسط کره ایجاد می شود.مشابه این وضعیت در حرکت زمین به دور خودش اتفاق می افتد و موجب می شود که استوا کمی برآمده تر از دو قطب باشد.بنابراین نیروی جاذبه زمین به علت فاصله بیشتر استوا از مرکز زمین ، به استوا کمتر وارد می شود. و این یعنی نیروی جاذبه ی زمین در استوا کمتر از دو قطب است.بنابراین دوره ی تناوب آونگ در استوا بیش تر از دو قطب است.

۵ـ به نظرشمابرتری ساعت آفتابی به ساعت شنی درچیست؟

گرچه ساعت آفتابی ،برخلاف ساعت شنی،درشب ها و روزهای ابری و بارانی و برفی کار نمی کند،اما نسبت به ساعت شنی دو مزیت دارد:

اول این که مثل ساعت شنی به کسی نیاز ندارد تا آن را برگرداند.

دوم این که ساعت شنی فقط یک واحد زمانی به اندازه ی خالی شدن همه ی شن در قسمت پایینی رامشخص می کند،درحالی که صفحه ی ساعت آفتابی رامی توان به واحدهای کوچکتری تقسیم کرد وزمان های متفاوتی رااز روی آن خواند.

۶-همان طورکه می دانید،درهمه ی ساعت ها قسمت متحرکی وجود دارد که اساس کار ساعت است.مثلادر ساعت شنی ،قسمت متحرک ،ذرات شن هستند.قسمت متحرک ساعت آفتابی چیست وچرا؟

درساعت آفتابی، آنچه زمان را نشان می دهد٬ سایه شاخص است.اما سایه شاخص را نمی توان قسمت متحرک حساب کرد٬ زیرا قسمت متحرک باید جسمی باشد که حرکت تکراری می کند و از روی حرکت آن٬ زمان را اندازه می گیریم.پس در ساعت آفتابی ٬ قسمت متحرک ٬کره ی زمین است که به دور خورشید می گردد و سایه با آن می چرخد.

درس چهارم(دوره تناوب)

مطالب مشابه :

فصل سیزدهم:جریان متناوب

درس چهارم(دوره تناوب)

اندازه گیری ثابت کشسانی فنر ( k ) و مطالعه حرکت نوسانی فنر

تناوب:

آزمایش جرم و فنر

آزمایش هایی با آونگ ساده

تناوب چیست ؟

آز فيزيك 2 - اسيلوسكوپ