Moduł 01 kursu Ruch drgający i fale: czym jest drganie, galeria animowanych przedmiotów z codzienności, rozróżnienie drgania od zwykłego ruchu.
Zanim przejdziemy do wzorów, spójrzmy na otaczający nas świat fizyczny. Ten moduł uczy, jak bezbłędnie rozpoznawać ruch drgający wokół nas — na placu zabaw, w pracowni fizycznej, w instrumentach muzycznych i maszynach.
Co wyróżnia ruch drgający spośród innych rodzajów ruchu?
Poprawna: a) O drganiu decyduje wychylanie się wokół równowagi na przemian w obie strony. Jednostajne oddalanie się od startu, jak autobus w trasie, nie zawiera powrotu, więc nie jest drganiem.
Przykłady ciał wykonujących ruch drgający, z którymi spotykasz się na co dzień:
Kamerton uderzony młoteczkiem stopniowo cichnie. Co dzieje się z jego drganiami?
Poprawna: d) Kamerton traci energię przez opór otoczenia, więc maleje amplituda, a nie wysokość dźwięku. Rosnąca amplituda to odwrócenie zjawiska — drgania gasną, a nie się rozbudowują.
Co oznacza przerywana linia poprowadzona przez środek każdego układu na rysunku?
Poprawna: c) Przerywana linia to środek drgań, przez który ciało przechodzi. Skrajne wychylenia leżą po obu jej stronach w odległości A, więc nie pokrywają się z tą linią.
Dlaczego autobus z animacji nie wykonuje ruchu drgającego?
Poprawna: b) Drganie wymaga powrotu wokół położenia równowagi, a autobus oddala się w jednym kierunku. Brakuje mu więc zarówno punktu równowagi, jak i zmiany zwrotu prędkości.
Zadanie: Huśtawka na placu zabaw wykonuje jedno pełne wahnięcie (w tę i z powrotem) w czasie $T_1 = 2{,}0\text{ s}$. Kamerton muzyczny w tym samym czasie 2 sekund wykonuje aż $880$ pełnych drgań.
Huśtawka wykonuje jedno pełne wahnięcie w czasie 2,0 s. Jaka jest jej częstotliwość?
Poprawna: a) Częstotliwość jest odwrotnością okresu: $f = 1/T = 1/2{,}0$ s $= 0{,}5$ Hz. Wynik 2 Hz to pomylenie częstotliwości z okresem, którego wartość przypadkowo też wynosi 2.
Nie liczy się do paska postępu. Odpowiedź znajdziesz w rozwijanym polu.
Huśtawka pchnięta raz kołysze się coraz słabiej, aż się zatrzymuje. Czy ten ruch był drganiem?
Poprawna: d) Stała amplituda nie jest warunkiem drgań — decyduje wychylanie się wokół równowagi. Odmowa z powodu malejącej amplitudy myli model idealny z samą definicją drgań.