تدریس فیزیک فصل حرکت نوسانی از آموزش فیزیک دوازدهم

حرکت نوسانی یک حرکت رفت و برگشت هست که روی یک مسیر مستقیم ، در زمانهای مساوی و متوالی عینا تکرار بشه.در حرکت نوسانی متحرک روی پاره خطی در دو طرف نقطه ای به نام وضع تعادل حرکت میکنه. فاصله ای که در دو طرف وضع تعادل طی می کنه یکسانه.

حرکت نوسانی:

دامنه حرکت: حداکثر فاصله کتحرک از مرکز نوسان است که به اون بعد ماکزیمم هم می گن.

بعد حرکت: فاصله متحرک در هر لحظه از وضع تعادله.

فاز حرکت: وضعیت زاویه ای متحرک در هر لحظه نسبت به وضع تعادله.

زمان تناوب یا دوره: مدت زما انجام یک نوسان کامل یا یک رفت و برگشت کامله.

بسامد یا تواتر یا فرکانس: تعداد نوسانات کامل در مدت یک ثانیه است.

اگه متحرک روی دایره با سرعت ثابت حرکت کنه ، تصویر حرکت اون روی محورxیا y یه نوع حرکت نوسانی است . که معادله ی اون به صورت سینوسی یا کسینوسی خواهد بود.

دقیقا مثل حرکت، اگه از معادله مکان در حرکت نوسانی مشتق بگیری معادله سرعت بدست میاد. اگه معادله مکان سینوسی باشه معادله سرعت کسینوسی میشه و بالعکس. یعنی سرعت و مکان به اندازه 90 درجه ( پی دوم ) با هم اختلاف فاز دارن.

اگه از معادله سرعت مشتق بگیری معادله شتاب بدست میاد. و اینجا هم 90 درجه اختلاف فاز وجود داره. پس اگه معادله مکان بر حسب سینوس باشه ، معادیه شتاب هم بر حسب سینوس هست و معادله سرعت کسینوسی و بالعکس.

زمان تناوب در فنر یا جذر جرم وزنه متصل به فنر رابطه مستقیم داره و با جذر ضریب سختی فنر نسبت عکس داره. هر چه فنر سخت تر باشه ارتعاشاتش کمتره و هرچه وزنه سنگین تر به فنر وصل شه ارتعاشات بیشتره.

در مورد آونگ جرم گلوله ی آونگ در زمان تناوب آونگ تاثیری نداره، اما طول نخ آونگ و شتاب گرانش در این دوره تناوب تاثیر گذاره.

با شبیه سازی و استفاده از روابط مثلثاتی میشه مسائل نوسان رو ساده تر حل کرد. بهتره نمودارهای سرعت و مکان و شتاب رو زیر هم رسم کنیم و اونها رو از لحاظ شکل با هم مقایسه کنیم. یادمون باشه نسبت شتاب به شتاب ماکزیمم از جنس نسبت مکان به دامنه است ( مثلا هر دو سینوس) ولی نسبت سرعت به سرعت ماکزیمم متفاوته( کسینوس)

خب این کمک می کنه از اولین و مهم ترین رابطه مثلثات یعنی سینوس به توان دو بعلاوه کسینوس به توان دو برابر یک استفاده کرد.

من همیشه سعی می کنم کل نسبت ها و روابط حرکت نوسانی رو روی دایره مرجع بیارم. در این دایره باید بدونیم در هر ناحیه علامت سرعت و شتاب و مکان چیه؟ در حال دور شدن از مبدا یا نزدیک شدن به مبدا هستن؟حرکت تند شونده است یا کند شونده. انرژی جنبشی و پتانسیل چطور تغییر می کنه و…

در این بخش سعی می کنیم با نسبت های کمیت های نوسانی کار حل مسئله رو راحت تر کنیم. چون نسبت ها همه از جنس سینوس یا کسینوس بدست میاد پس می تونیم یه بخش عمده از فرمول های حرکت نوسانی رو حذف کنیم..

اگه در هر قسمت حرکت نوسانی موضوعی برات حل نشده و یا مشکل ساز شده پایین همین صفحه بنویس تا برات توضیح بدم.

د رمورد کنور و درس و مدرسه هم اگه سوال داری تو صفحه ی یه مشاور می تونی بپرسی.