Крутильные колебания

Важным видом колебаний являются крутильные колебания, при которых тело поворачивается то в одну, то в другую сторону около оси, проходящей через его центр тяжести.

Если, например, подвесить на проволоке диск (рисунок), повернуть его так, чтобы проволока закрутилась, а затем отпустить, то диск начнёт раскручиваться, затем закручиваться в обратную сторону и т.д., т.е. будет совершать крутильные колебания. При этом дважды за период имеет место переход кинетической энергии движущегося диска в потенциальную энергию закручивающейся проволоки. Крутильные колебания нередко происходят в валах двигателей и при некоторых условиях могут оказаться очень вредными.

В ручных и карманных часах нельзя использовать подвесной маятник; в них применяется так называемый балансир – колесико, к оси которого прикреплена спиральная пружина. Балансир периодически поворачивается то в одну сторону, то в другую, при этих крутильных колебаниях пружинка изгибается (раскручивается и закручивается) в обе стороны от своего равновесного состояния. Таким образом, балансир представляет собой крутильный маятник.

Сколько раз за период крутильных колебаний кинетическая энергия маятника достигает максимума?

1) 4

2) 2

3) 1

4) 0

Что является колебательной системой в ручных часах? Ответ поясните.

Крутильные колебания – это

1) вращение маятника вокруг нити подвеса

2) колебания тяжёлого диска, подвешенного на нити

3) колебания, при которых тело поворачивается то в одну, то в другую сторону относительно оси, проходящей через его центр тяжести

4) движение тяжёлого диска, подвешенного на нити в вертикальной плоскости

Человеческие голоса-1

Воспринимаемые человеческим ухом звуки располагаются в среднем в диапазоне от 20 до 20 000 Гц, а речевые частоты – приблизительно в диапазоне от 125 до 8000 Гц.

Высота голоса зависит от частоты колебаний голосовых связок: чем чаще колеблются голосовые связки, тем выше голос.

Певческие голоса по свойственной им высоте делятся на различные виды. В порядке возрастания высоты мужские голоса делятся на бас, баритон, тенор; женские – на контральто, меццо-сопрано, сопрано, колоратурное сопрано. Звуки самого низкого мужского голоса (баса) имеют частоту от 60 до 350 Гц, а самого высокого мужского голоса (тенора) – от 120 до 500 Гц.

Музыканты располагают звуки по октавам. Октава – это такой частотный интервал, который соответствует увеличению частоты звуковых колебаний ровно в 2 раза. Так, например, если мы возьмем частоту колебаний 100 Гц и увеличим её на октаву, то получим 200 Гц. Если теперь частоту этого звука увеличим ещё на октаву, то получим уже 400 Гц, ещё на октаву – 800 Гц и т. д.

В зависимости от амплитуды колебаний воздушного давления изменяется воздействие на барабанную перепонку и, соответственно, воспринимаемая громкость звука. При изучении восприятия звуков пользуются двумя основными понятиями, связанными с величиной звукового давления: порогом слышимости (критическое значение звукового давления, при котором звук еле слышен) и порогом болевого ощущения (звуковое давление, при котором возникает ощущение боли). Чувствительность уха к разным частотам различна: например, порог слышимости тона 50 Гц выше порога слышимости тона 1000 Гц.

Простые колебательные движения, свойства которых можно было бы описать конкретными значениями частоты и уровня воздушного давления, встречаются крайне редко. В природе вообще и в речи особенно чаще всего мы встречаемся со сложными звуками, которые являются результатом сложения нескольких простых колебательных движений. Колебания голосовых связок также представляют собой сложные колебательные процессы, где основная, самая низкая, частота характеризуется самой большой интенсивностью и определяет основной тон; колебания более высоких частот определяют обертоны (гармоники) основного тона. Интенсивность гармоник тем меньше, чем выше их частота.

На рисунке представлен график зависимости изменения давления воздуха от времени при издании звука (тона) флейтой.

Периоду колебаний основного тона звука соответствует интервал времени, заключённый между точками

1) А и Б

2) А и В

3) А и Г

4) А и Д

Самым высоким женским голосом является

1) контральто

2) сопрано

3) меццо-сопрано

4) колоратурное сопрано

Какое(-ие) из утверждений верно(-ы)?

А. Голосовые связки певца, имеющего диапазон голоса в две октавы, могут изменять частоту своих колебаний в 4 раза. Б. Звук с частотой 16 000 Гц относится к речевым частотам.

1) только А 2) только Б 3) и А, и Б 4) ни А, ни Б