Свободные колебания и их основные характеристики

Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами. Моделирование затухающего колебания с помощью пакета прикладных математических программ Scilab. Затухание колебания в жире и костях черепа. Затухание интенсивности в мышце вдоль фибрилл.

Рубрика Физика и энергетика
Вид лабораторная работа
Язык русский
Дата добавления 25.12.2022
Размер файла 720,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторная работа

«Свободные колебания, их основные характеристики. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами»

Цель работы:

Научиться регистрировать простейшие колебательные процессы.

Научиться определять основные параметры колебаний.

Задачи:

Изучить известные виды колебаний и установить взаимосвязь между их базовыми параметрами.

Проанализировать уравнения, описывающие колебательные движения.

Провести исследование свободных колебаний на примере электрического контура.

Рассчитать данные, описывающие колебательные движения, и сделать выводы о полученных результатах.

Литература:

Ремизов, А. Н. Медицинская и биологическая физика : учебник / А. Н.

Ремизов. - 4-е изд. , испр. и перераб. - Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2016. - 656 с. - ISBN 978-5-9704-3577-9. - Текст : электронный // ЭБС "Консультант студента"

Антонов, В. Ф. Физика и биофизика: учебник / В. Ф. Антонов, Е. К.

Козлова, А. М. Черныш. - 2-е изд., испр. и доп. - Москва : ГЭОТАР-Медиа,

2015. - 472 с. - ISBN 978-5-9704-3526-7. - Текст : электронный // ЭБС

"Консультант студента"

Приборы и принадлежности:

Scilab -- пакет прикладных математических программ;

Персональный компьютер.

2. Практическая часть

Моделирование механических колебаний.

Задание 1. Моделирование гармонического колебания.

Произвести моделирование гармоническое колебание с помощью пакета прикладных математических программ Scilab. Рассчитать Т, и.

Уравнение гармонического колебания имеет вид: х = ??sin(??0?? + ??) - для нечетных по списку студентов х = ??cos(??0?? + ??) - для четных по списку студентов

Данные для моделирования представлены в таблице 1.

Таблица 1.

п.п.

А, амплитуда, мВ

?,

частота,

Гц

ц -

начальная фаза колебаний

Т - период колебаний,

с

?? = ??0??+?? - фаза колебаний в момент времени t

t - момент времени, с

1

3

1

0

1

6,28;12,56;25,12

1;2;4

2

5

2

30

1,2,4

3

7

3

45

0.33

73,26 ; 109,056;142,968

1,5;3,4;5,2

4

9

5

60

2,1;3;4,4

5

12

7

90

0.143

133,96;185,2;265,84

1,2,4

6

13

9

0

1,5;3,4;5,2

7

15

10

30

0,1

161,88;218,4;306,32

2,1;3;4,4

8

17

11

45

1,7;5;9,5

9

20

12

60

0,083

218,256; 286,08; 391,584

2,1;3;4,4

10

22

14

80

1,2,4

x. = A.*sin(???? + ??);

t=0:0.01:10

x=0.003*sin(2*%pi*1*t+0)

plot2d(t,x)

A= [3 5 7];

v= [1 2 3];

ц= [0 30 45];

В результате выполнения задания представьте график и листинг моделирования гармонических колебаний с помощью пакета прикладных математических программ Scilab. Рассчитать Т, и. Рассчитайте значение х(t) при заданных t, отметьте на графике. Запишите вывод по результатам анализа данных. Сделайте вывод по заданию.

Рисунок 1- Гармонические колебания

Листинг :

t=0:0.01:10

A=0.003 //Амплитуда

n=1 //Частота

fi=0 //Начальная фаза колебаний

x=A*sin(2*%pi*n*t+fi)

t1=1 t2=2 t3=4

plot(t,x,'k')

xtitle('Гармоническиеколебания','Времяt, c','Амплитуда, мВ')

xgrid

Рисунок 2- Гармонические колебания

Листинг :

t=0:0.01:10

A=0.007 //Амплитуда

n=1 //Частота

fi=0 //Начальная фаза колебаний

x=A*sin(2*%pi*n*t+fi)

t1=1,5

t2=3,4

t3=5,2

plot(t,x,'k')

xtitle('Гармоническиеколебания','Время t, c','Амплитуда, мВ')

xgrid

Рисунок 3- Гармонические колебания

Листинг

t=0:0.01:10

A=0.012 //Амплитуда

n=1 //Частота

fi=0 //Начальная фаза колебаний

x=A*sin(2*%pi*n*t+fi)

t1=1

t2=2

t3=4

plot(t,x,'k')

xtitle('Гармоническиеколебания','Времяt, c','Амплитуда, мВ')

xgrid

Рисунок 4- Гармонические колебания

Листинг

t=0:0.01:10

A=0.015 //Амплитуда

n=1 //Частота

fi=0 //Начальная фаза колебаний

x=A*sin(2*%pi*n*t+fi)

t1=2,1

t2=3

t3=4,4

plot(t,x,'k')

xtitle('Гармоническиеколебания','Время t, c','Амплитуда, мВ')

xgrid

Рисунок 5-Гармонические колебания

Листинг

t=0:0.01:10

A=0.02 //Амплитуда

n=1 //Частота

fi=0 //Начальная фаза колебаний

x=A*sin(2*%pi*n*t+fi)

t1=2,1

t2=3

t3=4,4

plot(t,x,'k')

xtitle('Гармоническиеколебания','Время t, c','Амплитуда, мВ')

xgrid

Вывод : чем больше амплитуда ,тем больше частота колебаний ,при этом период колебаний уменьшается. С увеличением времени увеличивается фаза колебаний.

Задание 2. Моделирование свободных затухающих колебаний.

Произвести моделирование затухающего колебания с помощью пакета прикладных математических программ Scilab.

Уравнение свободных затухающих колебаний имеет вид:

??(??) = ?????????cos(???? + ??0)

Данные для моделирования представлены в таблице 2.

Таблица 2.

п.п.

А, амплитуда, мВ

?,

частота,

Гц

ц -

начальная фаза колебаний

?? -

показатель затухания

Т - период колебаний,

с

?? = ??0??+

?? - фаза колебаний в момент времени t

t - момент

времени,

с

1

3

1

0

0,1

1

6,28;12,56;25,12

1;2;4

2

5

2

30

0,13

1,2,4

3

7

3

45

0,25

0,33

73,26 ; 109,056;142,968

1,5;3,4;5,2

4

9

5

60

0,3

2,1;3;4,4

5

12

7

90

0,4

0,14

133,96;185,2;265,84

1,2,4

6

13

9

0

0,44

1,5;3,4;5,2

7

15

10

30

0,5

0,1

161,88;218,4;306,32

2,1;3;4,4

8

17

11

45

0,6

1,7;5;9,5

9

20

12

60

1

0,083

218,256; 286,08; 391,584

2,1;3;4,4

В результате выполнения задания представьте график и листинг моделирования гармонических колебаний с помощью пакета прикладных математических программ Scilab. Рассчитать Т, и, л, ф, ????. Запишите вывод по результатам анализа данных. Сделайте вывод по заданию.

Рисунок 1. График затухающих колебаний 1

Листинг :

//затухающие колебания

t=0:0.01:20

f=1//частота

w=2*%pi*f

A=0.003*exp(-t*0.1)

x=A.cos(w*t+0)

plot2d(t,x,7) xgrid()

xtitle('затухающиеколебания')

xlabel('t,c') ylabel('U,B')

Рисунок 2. График затухающих колебаний 3

Листинг :

//затухающие колебания

t=0:0.01:15

f=1//частота

w=2*%pi*f

A=0.007*exp(-t*0.1)

x=A.cos(w*t+0)

plot2d(t,x,3)

xgrid()

xtitle('затухающиеколебания')

xlabel('t,c')

ylabel('U,B')

Рисунок 3. График затухающих колебаний 5

Листинг

//затухающие колебания

t=0:0.01:4

f=1//частота

w=2*%pi*f

A=0.012*exp(-t*0.1)

x=A.cos(w*t+0)

plot2d(t,x,5)

xgrid()

xtitle("Затухающиеколебания")

xlabel("t,c")

ylabel("Амплитуда,м")

Рисунок 4. График затухающих колебаний 7

Листинг

//затухающие колебания

t=0:0.01:5

f=1//частота

w=2*%pi*f

A=0.015*exp(-t*0.1)

x=A.cos(w*t+0)

plot2d(t,x,5)

xgrid()

xtitle("Затухающиеколебания")

xlabel("t,c")

ylabel("Амплитуда,м")

Рисунок 5. График затухающих колебаний 9

Листинг

//затухающие колебания

t=0:0.01:5

f=1//частота

w=2*%pi*f

A=0.02*exp(-t*0.1)

x=A.cos(w*t+0)

plot2d(t,x,5)

xgrid()

xtitle("Затухающиеколебания")

xlabel("t,c")

ylabel("Амплитуда,м")

Вывод:Во всякой реальной колебательной системе имеются силысопротивления, действие которых приводит к уменьшению энергии системы. Если убыль энергии не восполняется за счет работы внешних сил, то колебания будут затухать.И чем больше будут амплитуда, частота, и показатель затуханий, тем быстрее будут затухать колебания, то есть период колебаний будет становиться меньше.

Задание 3. Затухание ультразвука в биологических тканях

Произвести моделирование затухающего колебания с помощью пакета прикладных математических программ Scilab.

Плоская волна в однородной среде затухает в основном в результатете поглощения ультразвука.

Амплитуда колебания частиц уменьшается с расстоянием х в соответствии с уравнением:

?? = ??0???????

Интенсивность ультразвука уменьшается с расстоянием х в соответствии с уравнением:

?? = ??0???2????

где ??0, ??0 - амплитуда колебания частиц и интенсивность ультразвука вблизи источника;

Таблица 3.

п.п.

ткань

скорость ультразвука, м/с

Акустическое

сопртивление, кг/м2с

?,

частота,

МГц

??0 - интенсивно

Сть ультразвук а вблизи

источника,

Вт/см2

б -

коэффициен

т поглощения, дБ/см, при f

= 1МГц

х -

расстояние, см

1

кровь

1570

1,61

1

0,5

0,13

0,1;0,2

2

мозг

1541

1,58

1

0,5

0,85

0,5;0,7

3

жир

1450

1,38

1

0,5

0,63

0,5;0,8

4

почка

1561

1,62

1

0,5

1

0,5

5

печень

1549

1,65

1

0,5

0,94

0,5

6

мышца:

вдоль

фибрил л

поперек

фибрил

1585

-

-

1,70

-

-

1

0,5

1,30

3,30

0,5

7

кости

черепа

4080

1

0,5

13

0,1;0,2

8

вода

1480

1

0,5

0,0022

0,5;1

??, ?? - амплитуда колебания частиц и интенсивность ультразвука на расстоянии х от источника; б - коэффициент поглощения; е - основание натурального логарифма, число Непера (е ? 2,72) Данные для моделирования представлены в таблице 3.

В результате выполнения задания:

рассчитать ??0 - амплитуда колебания частиц вблизи источника;

рассчитать???, ?? - амплитуда колебания частиц и интенсивность ультразвука на расстоянии х от источника;

рассчитать л - логарифмический декремент затухания;

рассчитать v- амплитуду скорости колеблющихся частиц;

рассчитать а - колебательное ускорение;

- расчитать Т - период колебаний.

Представьте график и листинг моделирования амплитуды колебания частиц от расстояния х, интенсивности ультразвука от расстояния х для различных тканей.

Рассчитать какую деформацию испытывает эритроцит при данных условиях.

Ткань

A0,мкм

A, мкм

I, Вт/см2

л

?

a

T

1

Кровь

12,55

12,39

12,23

0,49

0,47

1,3*10-7

0,78

0,76

4,9*106

4,8*106

10-6

2

Мозг

12,68

8,29

6,99

0,21

0,15

8,5*10-7

0,52

0,46

3,24*106

2,8*106

10-6

3

Жир

13,56

9,9

8,19

0,27

0,18

6,3*10-7

0,63

0,51

3,9*106

3,2*106

10-6

4

Почка

12,51

7,59

0,18

1*1010-6

0,47

2,9*106

10-6

5

Печень

12,4

7,75

0,2

9,4*10-7

0,49

3,09*106

10-6

6

Мышца:

Вдоль фибрилл

Поперек фибрилл

12,21

6,37

2,34

0,14

0,02

1,3*10-6

3,3*10-6

0,41

0,15

2,5*106

9,6*105

10-6

7

Кости черепа

5,7

1,55

0,42

0,037

0,003

1,3*10-5

0,097

0,028

6,1*105

1,7*105

10-6

8

вода

13,09

13,076

13,061

0,499

0,498

2,2*10-10

0,8218

0,8203

5,16*106

5,15*106

10-6

Рисунок 1. Затухание амплитуды в крови.

Листинг:

x=0:0.01:1//Расстояние от источника

A0=12.55//Амплитуда вблизи источника

a=0.13//Коэффицентпоглощения

A=A0*exp(-a*x);

xgrid()

xtitle("Затуханиеколебания","t,сек","A,мВ")

xlabel('t,c');

ylabel('A,мВ')

plot(x,A,2);

x=[0.1,0.2];

plot(x,A=A0*exp(-a*x),'k.');

xgrid()

Рисунок 2. Затухание амплитуды в мозге.

Листинг:

x=0:0.01:1//Расстояние от источника

A0=12.57//Амплитуда вблизи источника

a=0.85//Коэффицентпоглощения

A=A0*exp(-a*x);

xgrid()

xtitle("Затуханиеколебания","t,сек","A,мВ")

xlabel('t,c');

ylabel('A,мВ')

plot(x,A,2);

x=[0.5,0.7];

plot(x,A=A0*exp(-a*x),'k.');

xgrid()

Рисунок 3. Затухание колебания в жире.

Листинг:

x=0:0.01:1//Расстояние от источника

A0=13.56//Амплитуда вблизи источника

a=0.63//Коэффицентпоглощения

A=A0*exp(-a*x);

xgrid()

xtitle("Затуханиеколебания","t,сек","A,мВ")

xlabel('t,c'); ylabel('A,мВ')

plot(x,A,2);

x=[0.5,0.8];

plot(x,A=A0*exp(-a*x),'k.');

xgrid()

Рисунок 4. Затухание колебания в почке.

Листинг: ультразвук биологический колебание

x=0:0.01:1//Расстояние от источника

A0=12.51//Амплитуда вблизи источника

a=0.63//Коэффицентпоглощения

A=A0*exp(-a*x);

xgrid()

xtitle("Затуханиеколебания","t,сек","A,мВ")

xlabel('t,c');

ylabel('A,мВ')

plot(x,A,2);

x=[0.5];

plot(x,A=A0*exp(-a*x),'k.');

xgrid()

Рисунок 5. Затухание колебания в печени

Листинг:

x=0:0.01:1//Расстояние от источника

A0=12.4//Амплитуда вблизи источника

a=0.94//Коэффицентпоглощения

A=A0*exp(-a*x);

xgrid()

xtitle("Затуханиеколебания","t,сек","A,мВ")

xlabel('t,c');

ylabel('A,мВ')

plot(x,A,2);

x=[0.5];

plot(x,A=A0*exp(-a*x),'k.');

xgrid()

Рисунок 6. Затухание колебания в мышце вдоль фибрилл.

Листинг:

x=0:0.01:1//Расстояние от источника

A0=12.21//Амплитуда вблизи источника

a=1.3//Коэффицентпоглощения

A=A0*exp(-a*x);

xgrid()

xtitle("Затуханиеколебания","t,сек","A,мВ")

xlabel('t,c');

ylabel('A,мВ')

plot(x,A,2); x=[0.5];

plot(x,A=A0*exp(-a*x),'k.');

xgrid()

Рисунок 7. Затухание колебания в мышце поперек фибрилл.

Листинг:

x=0:0.01:1//Расстояние от источника

A0=12.21//Амплитуда вблизи источника

a=3.3//Коэффицентпоглощения

A=A0*exp(-a*x);

xgrid()

xtitle("Затуханиеколебания","t,сек","A,мВ")

xlabel('t,c');

ylabel('A,мВ')

plot(x,A,2);

x=[0.5];

plot(x,A=A0*exp(-a*x),'k.');

xgrid()

Рисунок 8. Затухание колебания в костях черепа.

Листинг:

x=0:0.01:1//Расстояние от источника

A0=5.7//Амплитуда вблизи источника

a=13//Коэффицентпоглощения

A=A0*exp(-a*x);

xgrid()

xtitle("Затуханиеколебания","t,сек","A,мВ")

xlabel('t,c');

ylabel('A,мВ')

plot(x,A,2);

x=[0.1,0.2];

plot(x,A=A0*exp(-a*x),'k.');

xgrid()

Рисунок 9. Затухание колебания в воде.

x=0:0.01:1//Расстояние от источника

A0=13.09//Амплитуда вблизи источника

a=0.0022//Коэффицентпоглощения

A=A0*exp(-a*x);

xgrid()

xtitle("Затуханиеколебания","t,сек","A,мВ")

xlabel('t,c');

ylabel('A,мВ')

plot(x,A,2);

x=[0.5,1];

plot(x,A=A0*exp(-a*x),'k.');

xgrid()

Рисунок 10. Затухание интенсивности в крови.

Листинг:

x=0:0.01:1//Расстояние от источника

I0=0.5//Интенсивность вблизи источника

a=0.13//Коэффицентпоглощения

I=I0*exp(-2*a*x);

xgrid()

xtitle("Затухание интенсивности","x,см","I,Вт/см")

xlabel('x,cм');

ylabel('I,Вт/см')

plot(x,I,2);

x=[0.1,0.2];

plot(x,I=I0*exp(-2*a*x),'k.');

xgrid()

Рисунок 11. Затухание интенсивности в мозге.

Листинг:

x=0:0.01:1//Расстояние от источника

I0=0.5//Интенсивность вблизи источника

a=0.85//Коэффицентпоглощения

I=I0*exp(-2*a*x);

xgrid()

xtitle("Затухание интенсивности","x,см","I,Вт/см")

xlabel('x,cм');

ylabel('I,Вт/см')

plot(x,I,2);

x=[0.5,0.7];

plot(x,I=I0*exp(-2*a*x),'k.');

xgrid()

Рисунок 12. Затухание интенсивности в мозге.

x=0:0.01:1//Расстояние от источника

I0=0.5//Интенсивность вблизи источника

a=0.63//Коэффицентпоглощения

I=I0*exp(-2*a*x);

xgrid()

xtitle("Затухание интенсивности","x,см","I,Вт/см")

xlabel('x,см');

ylabel('I,мВ')

plot(x,I,2);

x=[0.5,0.8];

plot(x,I=I0*exp(-2*a*x),'k.');

xgrid()

Рисунок 13. Затухание интенсивности в почке.

Листинг:

x=0:0.01:1//Расстояние от источника

I0=0.5//Интенсивность вблизи источника

a=0.5//Коэффицентпоглощения

I=I0*exp(-2*a*x);

xgrid()

xtitle("Затухание интенсивности","x,см","I,Вт/см")

xlabel('x,см');

ylabel('I,Вт/см')

plot(x,I,2);

x=[0.5];

plot(x,I=I0*exp(-2*a*x),'k.');

xgrid()

Рисунок 14. Затухание интенсивности в печени.

Листинг:

x=0:0.01:1//Расстояние от источника

I0=0.5//Интенсивность вблизи источника

a=0.94//Коэффицентпоглощения

I=I0*exp(-2*a*x); xgrid()

xtitle("Затухание интенсивности","x,см","I,Вт/см")

xlabel('x,см');

ylabel('I,Вт/см')

plot(x,I,2);

x=[0.5];

plot(x,I=I0*exp(-2*a*x),'k.');

xgrid()

Рисунок 15. Затухание интенсивности в мышце вдоль фибрилл.

Листинг:

x=0:0.01:1//Расстояние от источника

I0=0.5//Интенсивность вблизи источника

a=1.3//Коэффицентпоглощения

I=I0*exp(-2*a*x); xgrid()

xtitle("Затухание интенсивности","x,см","I,Вт/см")

xlabel('x,см');

ylabel('I,Вт/cv')

plot(x,I,2);

x=[0.5];

plot(x,I=I0*exp(-2*a*x),'k.');

xgrid()

Рисунок 16. Затухание интенсивности в поперечной фибрилле.

Листинг:

x=0:0.01:1//Расстояние от источника

I0=0.5//Интенсивность вблизи источника

a=3.3//Коэффицентпоглощения

I=I0*exp(-2*a*x);

xgrid()

xtitle("Затухание интенсивности","x,см","I,Вт/см")

xlabel('x,см'); ylabel('I,Вт/см')

plot(x,I,2); x=[0.5];

plot(x,I=I0*exp(-2*a*x),'k.');

xgrid()

Рисунок 17. Затухание колебания в костях черепа.

Листинг:

x=0:0.01:1//Расстояние от источника

I0=0.5//Интенсивность вблизи источника

a=13//Коэффицентпоглощения

I=I0*exp(-2*a*x);

xgrid()

xtitle("Затухание интенсивности","x,см","I,Вт/см")

xlabel('x,см'); ylabel('I,Вт/см')

plot(x,I,2);

x=[0.1,0.2];

plot(x,I=I0*exp(-2*a*x),'k.');

xgrid()

Рисунок 18. Затухание колебания в воде.

Листинг:

x=0:0.001:1//Расстояние от источника

I0=0.5//Интенсивность вблизи источника

a=0.0022//Коэффицентпоглощения

I=I0*exp(-2*a*x);

xgrid()

xtitle("Затухание интенсивности","x,см","I,Вт/см")

xlabel('x,см'); ylabel('I,Вт/см')

plot(x,I,2);

x=[0.5,1];

plot(x,I=I0*exp(-2*a*x),'k.');

xgrid()

Вывод

Провели расчеты и представили графики моделирования амплитуды колебания частиц от расстояния х, интенсивности ультразвука от расстояния х для различных тканей.

На основе построенных графиков и полученных значений можно сказать, что затухание колебаний при прохождении ультразвука через разные среды обратно пропорционально плотности среды, через которую

проходит ультразвук. Чем меньше плотность ткани, тем медленнее затухают колебания в среде.

Рассчитать какую деформацию испытывает эритроцит при данных условиях.

Размер эритроцита = 5*10-3 см = 5*10-5м

Частота ультразвука = 1 МГц = 106 Гц

Интенсивность ультразвука = 1 Вт/см2

Амплитуда смещения в биологических средах А ? 2*10-6 см ? 2*10-8 м

Деформация эритроцита ? 5*10-7 см? 5*10-9 м

Общий вывод:

В ходе данной лабораторной работы я научилась:

· регистрировать простейшие колебательные процессы

· определять основные параметры колебаний

· представлять колебания в виде графиков в программе Scilab

Контрольные вопросы

Какие процессы называются колебаниями?

Колебаниями или колебательным движением называются процессы , повторяющиеся во времени.

Как классифицируются механические колебания?

По виду воздействия на колеблющуюся систему различают свободные (собственные) колебания, вынужденные, автоколебания и параметрические колебания.

- свободными (собственными) называются такие колебания, которые происходят в системе, предоставленной самой себе, после того как она была выведена из положения равновесия, т.е. осциллятор совершает колебательные движения только под действием внутренних сил.

- вынужденными называются колебания, когда колеблющаяся система подвержена воздействию внешних периодических сил.

- автоколебания - сопровождаются воздействием внешних сил, управляемых самой колеблющейся системой.

- параметрические колебания - сопровождаются периодическим изменением какого-либо параметра системы под действием внешнего воздействия

Какие колебания называются гармоническими?

Гармоническими колебаниями физической величины называются такие колебания, при которых смещение тела изменяется по гармоническому (синусоидальному (sin) или косинусоидальному(cos)) закону с течением времени.

Какие колебания называются затухающими?

Затухающими называются такие колебания , которые характеризуются наличием трения.

Какими основными параметрами характеризуется колебания и в чем заключается их физический смысл?

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОЛЕБАНИЙ.

1) Амплитуда колебаний (x)-- это максимальное расстояние, на которое удаляется колеблющееся тело от своего положения равновесия. Амплитуда свободных колебаний определяется начальными условиями. Единица измерения-метр (м).

2) Период колебания (Т)-- это минимальный промежуток времени, по истечении которого система возвращается в прежнее состояние. Единица измерения-секунда(с).

3) Частота колебаний (V) -- это число колебаний, совершаемых за 1 с. Единица измерения -герцы (Гц);

4) Циклическая частота (w)-- это величина, в 2 раз большая частоты. Физический смысл циклической частоты заключается в том, что она показывает, какое число колебаний совершается за 2 секунд. Единица измерения-единица деленная на секунду (рад/с).

Как записывается дифференциальное уравнение затухающих колебаний и его решение?

Затухающие колебания обозначаются уравнением: ??(??) = ???? ?????cos(???? + ??0), где ?? = ??: 2?? - показатель затухания, показывающий, какая доля энергии теряется при каждом колебании ( r - постоянная, называемая коэффициентом сопротивления среды, m - масса тела). Колебательный режим (в < щ0). Общее решение будет действительно и может быть записано в виде:

??(??) = ???? ?????cos(???? + ??0), где ?? = v??0 2 ? ??2, то есть представляет собой затухающие колебания, частота которых щ меньше, чем у собственных незатухающих колебаний.

Чему равна кинетическая, потенциальная и полная энергия гармонического колебания?

Полная механическая энергия колеблющегося тела равна сумме его кинетической и потенциальной энергий и при отсутствии трения остается постоянной:

Какие эффекты возникаю при воздействии ультразвуковых волн на биологические объекты?

Ультразвуковые колебания, воздействуя на организм,
производят механический, тепловой, физико-химический
и рефлекторный эффекты.

Наиболее изучено биологическое действие ультразвука при контактном его воздействии. В эксперименте установлено, что ультразвуковые колебания, глубоко проникая в организм, могут вызвать серьезные локальные нарушения в тканях: воспалительную реакцию, геморрагии, а при высокой интенсивности - некроз.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Влияние внешних сил на колебательные процессы. Свободные затухающие механические колебания. Коэффициент затухания и логарифмический декремент затухания. Вынужденные механические колебания. Автоколебания. Конструкция часового механизма. Значение анкера.

    презентация [7,1 M], добавлен 14.03.2016

  • Свободные колебания в линейных системах в присутствии детерминированной внешней силы. Нелинейные колебания, основные понятия: синхронизация, слежение, демодуляция, фазокогерентные системы связи. Незатухающие, релаксационные и комбинированные колебания.

    курсовая работа [4,1 M], добавлен 27.08.2012

  • Свободные колебания в электрическом контуре без активного сопротивления. Свободные затухающие и вынужденные электрические колебания. Работа и мощность переменного тока. Закон Ома и вытекающие из него правила Кирхгофа. Емкость в цепи переменного тока.

    презентация [852,1 K], добавлен 07.03.2016

  • Свободные и линейные колебания, понятие их частоты и периода. Расчет свободных и вынужденных колебаний с вязким сопротивлением среды. Амплитуда затухающего движения. Определение гармонической вынуждающей силы. Явление резонанса и формулы его расчета.

    презентация [962,1 K], добавлен 28.09.2013

  • Принцип применения операторного метода для анализа переходных колебаний в электрических цепях, содержащих один реактивный элемент и резисторы. Переходные колебания в цепи с емкостью и с индуктивностью. Свободные переходные процессы в цепи с емкостью.

    лекция [174,2 K], добавлен 27.04.2009

  • Свободные, вынужденные, параметрические и затухающие колебания, автоколебания. Понятие математического и пружинного маятника. Вывод формулы для расчета периода пружинного маятника. Механические колебания и волны. Циклическая частота и фаза колебания.

    презентация [474,0 K], добавлен 12.09.2014

  • Формула для сигнала при гармонической модуляции. Амплитуда и частота несущего колебания. Компьютерное моделирование ЧМ-сигналов с помощью программного пакета Electronics Workbench. Спектр частотно-модулированного сигнала. Частота модулирующего колебания.

    лабораторная работа [565,1 K], добавлен 04.06.2015

  • Повышение динамического качества станков с помощью возмущений подшипников качения. Колебания при отсутствии вынуждающей силы и сил вязкого сопротивления. Незатухающие гармонические вынужденные колебания. Нарастание амплитуды во времени при резонансе.

    реферат [236,6 K], добавлен 24.06.2011

  • Маятник под воздействием сил тяжести и электростатического взаимодействия. Колебания стержня и маятника под действием сил тяжести и упругости. Примеры комбинированных маятников, расчет частоты колебаний. Затухающие колебания комбинированного осциллятора.

    курсовая работа [307,1 K], добавлен 11.12.2012

  • Основные положения математической физики и теории дифференциальных уравнений. Поперечные колебания. Метод разделения переменных или метод Фурье. Однородные линейные уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами.

    дипломная работа [365,5 K], добавлен 08.08.2007

  • Свободные, гармонические, упругие, крутильные и вынужденные колебания, их основные свойства. Энергия колебательного движения. Определение координаты в любой момент времени. Явления резонанса, примеры резонансных явлений. Механизмы колебаний маятника.

    реферат [706,7 K], добавлен 20.01.2012

  • Малые колебания, тип движения механических систем вблизи своего положения устойчивого равновесия. Теория свободных колебаний систем с несколькими степенями свободы. Затухающие и вынужденные колебания при наличии трения. Примеры колебательных процессов.

    курсовая работа [814,3 K], добавлен 25.06.2009

  • Способы построения программы в программной среде MatLab. Формулы, необходимые для математического моделирования физической модели. Построение графической модели колебания струны с жестко закрепленными концами. Создание физической модели колебания.

    лабораторная работа [307,7 K], добавлен 05.01.2013

  • Свободные колебания груза соударяющегося с препятствием. Потери энергии за один цикл. Вынужденные вибрационные колебания. Кратность режима как отношение периода движения системы к периоду возбуждения. Вид и значения решения при разных режимах кратности.

    контрольная работа [124,1 K], добавлен 22.06.2012

  • Единый подход к изучению колебаний различной физической природы. Характеристика гармонических колебаний. Понятие периода колебаний, за который фаза колебания получает приращение. Механические гармонические колебания. Физический и математический маятники.

    презентация [222,7 K], добавлен 28.06.2013

  • Колебательные контуры составляют часть аппаратуры связи. Переходные и свободные колебания в параллельном контуре. Режимы переходных колебаний. Переходные колебания в параллельном контуре при гармоническом воздействии. Теория линейных электрических цепей.

    лекция [131,9 K], добавлен 27.04.2009

  • Законы изменения параметров свободных затухающих колебаний. Описание линейных систем дифференциальными уравнениями. Уравнение движения пружинного маятника. Графическое представление вынужденных колебаний. Резонанс и уравнение резонансной частоты.

    презентация [95,6 K], добавлен 18.04.2013

  • Общие характеристики колебаний, их виды, декремент затухания, добротность колебательной системы. Уравнение собственных затухающих колебаний физического и пружинного маятников. Сущность периодического и непериодического механизма затухающих колебаний.

    курсовая работа [190,0 K], добавлен 13.11.2009

  • Понятие об устойчивости равновесия, критерий равновесия консервативной системы. Свойства малых колебаний точек системы. Вынужденные, малые свободные и малые затухающие колебания системы с одной степенью свободы. Линеаризированное уравнение Лагранжа.

    презентация [1,4 M], добавлен 26.09.2013

  • Гармонические колебания и их характеристики. Скорость и ускорение колеблющейся материальной точки, ее кинетическая и потенциальная энергии. Понятие колебательных систем. Примеры гармонических осцилляторов (математический, физический и пружинный маятники).

    презентация [185,7 K], добавлен 24.09.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.