Физика. Период и частота | Частная школа. 9 класс

Конспект по физике для 9 класса «Период и частота». Что такое период обращения. Что такое частота обращения. Как вычислить скорость и ускорение тела, движущегося по окружности, если известны его период и частота обращения.

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике

---

Измерить скорость тела, движущегося по окружности, не всегда просто. Однако её можно вычислить, используя такие понятия, как период и частота обращения.

ПЕРИОД

Когда тело движется по окружности с постоянной по модулю скоростью, через определённые промежутки времени движение повторяется снова и снова. Примером этому может служить движение на обычной детской карусели.

Время, в течение которого тело совершает один полный оборот, называют периодом обращения. Период обращения принято обозначать буквой Т. Единица этой физической величины в СИ — секунда.

С понятием периода обращения вы уже знакомились при изучении географии. Например, период обращения Земли вокруг своей оси составляет 23 ч 56 мин 4 с, а период обращения Земли вокруг Солнца — 1,00004 земных года. Самый короткий период обращения вокруг Солнца в нашей Солнечной системе имеет планета Меркурий. Её период обращения составляет 0,24085 земных лет. Интересно, что самая большая планета Солнечной системы — Юпитер — имеет самый короткий период обращения вокруг своей оси — всего 9 ч 50 мин. В 226 000 000 лет оценивается период обращения Солнечной системы вокруг ядра Галактики.

ЧАСТОТА

Число оборотов в единицу времени, которое совершает тело при движении по окружности, называют частотой обращения. Частоту обращения обозначают греческой буквой ν.

Если, катаясь на карусели в парке, мы совершаем один оборот за 20 с, то период обращения в этом случае Т = 20 с. Как определить частоту обращения при этом движении? Сколько оборотов совершает карусель за 1 с?

Очевидно, ν = 1/Т = 1/20 ¹/с, т. е. за 1 с карусель совершает одну двадцатую часть своего полного оборота.

Таким образом, частота обращения является величиной, обратной периоду обращения:

Именно поэтому единица этой физической величины обратна секунде, т. е. ¹/с, или с^-1.

СВЯЗЬ МОДУЛЯ СКОРОСТИ С ПЕРИОДОМ И ЧАСТОТОЙ ОБРАЩЕНИЯ

Чтобы определить модуль скорости тела, движущегося по окружности, достаточно знать радиус окружности R и период или частоту обращения. Действительно, один полный оборот тело совершает за время, равное периоду обращения Т. Путь, пройденный телом, в этом случае равен длине окружности: l = 2πR. Тогда можно записать:

или с учётом формулы (1):

С учётом формул (2) и (3) можно найти центростремительное ускорение тела, выразив скорость через период или частоту обращения:

Часто мгновенную скорость движения по окружности называют линейной скоростью.

Модуль скорости движения тела по окружности рассчитывается по формуле:

Умение описывать движение тела по окружности чрезвычайно важно, так как движение по криволинейной траектории можно приближённо представить как движение по дугам окружностей различных радиусов.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ

Задача 1. Найдём модуль скорости вращения ребёнка на карусели, если радиус окружности, по которой происходит движение, равен 2,3 м, а время, за которое карусель совершает один полный оборот, равно 20 с.

Ответ: υ = 0,722 м/с.

 

Задача 2.  Земля делает один оборот вокруг Солнца за 365 дней. Расстояние от Солнца до Земли составляет 149,6 • 10⁶ км. Определим линейную скорость движения Земли вокруг Солнца, считая орбиту окружностью.

Ответ: υ ≈ 30 км/с.

 

---

Вы смотрели Конспект по физике для 9 класса «Период и частота».

Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).

ПЕРИОД И ЧАСТОТА КОЛЕБАНИЙ — Без Сменки

29 июня, 2022

1 мин

Физ 🔬

период — это промежуток времени, в течение которого тело совершает одно полное колебание

Он обозначается буквой Т и в СИ измеряется в секундах (с).

✈️ Пример:
ударим по столу двумя линейками — металлической и деревянной. Линейки после этого начнут колебаться, но за один и тот же промежуток времени металлическая линейка (А) сделает больше колебаний, чем деревянная (В).

👀 Число колебаний в единицу времени называется частотой колебаний.
Обозначается частота греческой буквой ν («ню») и измеряется в герцах (Гц).

Период колебания Т и частота колебаний ν связаны следующей зависимостью 👇
T=1/ν.

Свободные колебания в отсутствие трения и сопротивления воздуха называются собственными колебаниями, а их частота — собственной частотой колебательной системы.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter. Мы обязательно поправим!

Редакция Без Сменки

Честно. Понятно. С душой.

45 подписчиков

+ Подписаться

Редакция Без Сменки

26 мая, 2022

1 мин

Мтмт 📈

Площади поверхностей фигур

Продолжаем повторять формулы стереометрии, на этот раз площадь поверхности. Площадь поверхности…

Редакция Без Сменки

15 июня, 2022

1 мин

Инф 💻

ТАБЛИЦЫ ИСТИННОСТИ

Построим таблицу истинности для функции F: F = (x ≡ z ) ∨ (x → (y ∧ z)) Задействовано три…

Редакция Без Сменки

15 июня, 2022

1 мин

Инф 💻

Большие таблицы истинности

🧐Задание: Логическая функция F задаётся выражением: ( (x ∧ y) ∨ (y ∧ z)) ≡ ( (x → w) ∧ (w → z)) …

Редакция Без Сменки

06 июня, 2022

1 мин

Общ 👨‍👩‍👧

Социальный конфликт

У социального конфликта существует огромное множество определений, но мы попытаемся сформулировать. ..

---

Связь между частотой и длиной волны света

Что такое частота?

Частота определяется как число колебаний волны в единицу времени, измеряемое в герцах (Гц). Частота прямо пропорциональна высоте тона. Люди могут слышать звуки с частотами в диапазоне от 20 до 20000 Гц. Звуки с частотами, превышающими диапазон человеческого уха, известны как ультразвук, а звуки с частотами ниже слышимого диапазона называются инфразвуком.

Вам нужно знать, что означают длина волны и частота, чтобы понимать их взаимосвязь.

Что такое длина волны?

Все точки на волне колеблются, т. е. все точки на волне демонстрируют регулярное изменение определенного значения. Например, когда вы создаете волну, раскачиваясь вверх и вниз, молекулы веревки постоянно двигаются вверх и вниз. Когда вы рассматриваете электромагнитную волну, значение магнитного и электрического полей постоянно меняется из-за волны в точке. Если волна не является коротким импульсом, величина электрического и магнитного полей постоянно меняется в любой точке.

Например, две точки на волне, достигшие своего максимального значения, колеблются одновременно.

Длина волны определяется как расстояние между двумя наиболее близкими точками в фазе друг с другом. Следовательно, два соседних пика или впадины на волне разделены расстоянием, равным одной полной длине волны. В основном мы используем букву лямбда (λ) для описания длины волны.

Связь между частотой и длиной волны

Вы можете создать волну с определенной частотой на веревке, а затем постепенно увеличивать ее скорость. Во время этого вы заметите, что длина волны становится короче. Следовательно, связь между частотой и длиной волны действительно существует, поэтому давайте выясним, в чем именно заключается эта связь.

Другой величиной является период (T), который можно использовать для описания волны. Он определяется как время, необходимое для совершения одного колебания. Поскольку частота определяет количество колебаний волны, ее можно выразить как
f = 1 / t

.

Каждая точка на волне возвращается к одному и тому же значению через один период, поскольку волна совершает одно колебание в течение одного периода. Это происходит потому, что каждый сеанс колебаний проходит длину волны от одного периода до конца.

Скорость волны (v) определяется как расстояние, пройденное волной за единицу времени. Если учесть, что волна проходит расстояние в одну длину волны за один период,

ν=λ/T

Поскольку мы знаем, что T = 1/f, мы можем выразить это уравнение следующим образом:

В = fλ

Скорость волны равна произведению ее частоты на длину волны, а это подразумевает связь между частотой и длиной волны.

Узнайте о взаимосвязи между скоростью и длиной волны и взаимосвязи между амплитудой и частотой, нажав на ссылки ниже:

• Связь между скоростью и длиной волны
• Связь между амплитудой и частотой

Часто задаваемые вопросы – Часто задаваемые вопросы

Какова частота?

Частота определяется как количество колебаний волны в единицу времени и измеряется в герцах (Гц).

Какая связь между частотой и высотой звука?

Частота прямо пропорциональна высоте тона.

Каков диапазон слышимых частот человека?

Люди могут слышать звуки частотой от 20 до 20000 Гц.

Что такое длина волны?

Длина волны определяется как расстояние между двумя ближайшими точками в фазе друг с другом.

Какая связь между частотой и длиной волны?

Скорость волны равна произведению ее частоты на длину волны.
В = f λ

Следите за новостями BYJU’S, чтобы узнать больше о волнах, ультразвуковых волнах, природе и свойствах с помощью интерактивных видеоуроков.

Связь между частотой и длиной волны

Волна определяется как возмущение в материале, которое переносит энергию, не вызывая чистого движения частиц. Они путешествуют в периодическом повторяющемся движении, передавая энергию от источника к месту назначения. Волны делятся на два типа: поперечные волны и продольные волны. Поперечные волны — это волны света и воды, а продольные волны — это звуковые волны и волны сжатия.

Какая частота?

Количество колебаний волны в единицу времени определяется как частота (Гц). Это величина, обратная времени, обозначается знаком f. Его единица измерения — герц. Его размерная формула [M ⁰ L ⁰ T ^-1 ].

Что такое длина волны?

Расстояние между двумя ближайшими точками в фазе друг с другом определяется как длина волны. Он представлен символом (лямбда). Это произведение расстояния, пройденного волной за единицу времени, и общего времени, затраченного на это движение. Его единица измерения – метры. Его размерная формула записывается как [M ⁰ L ¹ T ⁰ ].

Связь между частотой и длиной волны

Частота и длина волны косвенно пропорциональны друг другу. Больше длина волны, меньше частота и наоборот. Скорость, с которой распространяется волна, равна произведению ее частоты на длину волны, что оправдывает связь между этими двумя параметрами.

В = λ f

где,

В — скорость волны,

f — частота волны,

λ — длина волны.

Вывод

Связь между частотой и длиной волны можно вывести, используя формулы для этих двух величин.

Мы знаем, что частота — это время, необходимое для совершения одного колебания вне времени t. Итак, мы имеем,

f = 1/t      …….. (1)

Также известно, что скорость волны – это отношение пройденного волной расстояния ко всему времени, затраченному ею.

V = λ/t

V = λ (1/t)

Используя (1), получаем,

V = λ f

Это выводит соотношение между частотой и длиной волны волны.

Примеры задач

Задача 1. Вычислить частоту волны, если волна совершает один цикл за 0,02 с.

Решение:

Имеем,

Время (t) = 0,02 с

Используя формулу, которую имеем,

f = 1/t

f = 1/0,02

f = 50 Гц

Задача 2. Вычислить длину волны, бегущей со скоростью 250 м/с и имеющей частоту 600 Гц.

Решение:

У нас есть

V = 250,

F = 600

Используем формулу, которую мы имеем,

V = λ F

=> 250 = λ (6005)

. => λ = 250/600

=> λ = 5/12

=> λ = 0,416 м

Задача 3. Вычислить длину волны, бегущей со скоростью 32 м/с и имеющей частоту 800 Гц.

Решение:

Мы имеем,

V = 32,

F = 800

, используя формулу,

V = λ F

=> 32 = λ (8005)

. => λ = 32/800

=> λ = 1/25

=> λ = 0,04 м

Задача 4. Вычислить частоту волны, бегущей со скоростью 70 м/с и имеющей длину волны 2 м.

Решение:

У нас есть,

В = 70,

λ = 2

Используя формулу, которую мы имеем,

В = λ f

=> 70 = 2f

=> f = 70/2

5 => f

Задача 5. Вычислить частоту волны, бегущей со скоростью 135 м/с и имеющей длину волны 10 м.

Решение:

Имеем,

V = 135,

λ = 10

Используя полученную формулу,0004 => 135 = 10f

=> f = 135/10

=> f = 13,5 Гц

Задача 6. Вычислить время, за которое волна проходит расстояние 0,2 м со скоростью 350 м /с.

Решение:

У нас есть

V = 350,

λ = 0,2

, используя формулу, которую мы имеем,

V = λ F

=> 350 = 0,2 F

=>>> f = 350/0,2

=> f = 1750 Гц

Найдите время по формуле f = 1/t.