1. Тербелмелі қозғалыс — қалпына келтіруші күш әсер етіп тұрғандағы қозғалыс.

Механикалық тербелістердің физикалық процесс ретіндегі жалпы белгісі қозғалыстың белгілі уақыт аралығында қайталанып отыруы болып табылады. Дене қозғалысы толығымен қайталанып отыратын ең аз уақыт аралығын (интервалын) тербеліс периоды деп атайды. Басқаша айтқанда, тербеліс периоды дегеніміз — бір толық тербеліс жасауға кеткен уақыт. Тербеліс периоды секундпен (с) өлшенеді және оны Т әрпімен белгілейді.

Дене қайсыбір нүктеден шығып, сол нүктеге қайта оралғандағы қозғалыс процесі бір циклді береді. Мысалы, дененің шеңбер бойымен бір айналым жасауын бір цикл дейміз.

Бірлік уақыт ішіндегі тербелістер саны тербеліс жиілігі деп аталады.

Жиіліктің гректің в әрпімен белгіленетінін сендер білесіңдер. Тербелмелі қозғалыс жиілігінің өлшем бірлігіне 1 с ішінде толық бір тербеліс жасайтындай тербелістің жиілігі алынады. Бұл бірлік неміс ғалымы Генрих Герцтің құрметіне герц (Гц) деп аталған:

1 Гц = 1 с-1

Тәжірибеде килогерц (кГц), мегагерц (МГц) сияқты еселік бірліктер пайдаланылады.

Егер дене т с ішінде н тербеліс жасаса, онда ν тербеліс жиілігі ν = н/т болады, ал Т тербеліс периоды Т = т/н. Тербеліс периоды мен тербеліс жиілігі арасында қарапайым байланыстың бар екені жиілік периодқа кері шама, ал период жиілікке кері шама:

ν=1/Т, Т=1/ν

Тербелмелі қозғалысты сипаттайтын келесі бір негізгі шама — амплитуда. Тербеліс амплитпудасы деп дененің тепе теңдік күйінен ең үлкен ығысуының мәнін айтады. Амплитуда А әрпімен белгіленеді, яғни А = хмах.

Қозғалыстың басқа түрлері сияқты тербелмелі қозғалысты да жылдамдық және үдеу арқылы сипаттауға болады. Алайда тербелмелі қозғалыс кезінде бұл шамалар нүктеден-нүктеге өткен сайын өзгеріп отырады. Мысалы, тербеліп тұрған дененің жылдамдығы тепе-теңдік күйінен ең үлкен ауытқу нүктесінде (хмах = А және хмах = -А болғанда) нөлге тең, ол нүктелерде дене тоқтайды да, қарама-қарсы бағытта қозғала бастайды. Ал дене тепе-теңдік күйінен өткен (х=0) кезде оның жылдамдығы ең үлкен мәнге ие болады. Үдеу керісінше дене тепе-теңдік күйінен еткенде нөлге тең болады. Өйткені бұл нүктеде күш нөлге тең. Тепе-теңдік күйінен ен үлкен ауытқуға сәйкес келетін нүктелерде (хмах = А және хмах = -А болғанда) үдеудің шамасы ең үлкен мәнге жетеді, себебі бұл нүктелерде серпімділік күші ең үлкен мәнге ие. Сөйтіп, тербелмелі қозғалыс кезіндегі жылдамдық пен үдеу периодты түрде өзгеріп отырады, яғни әрбір Т период өткен сайын жылдамдық және үдеу векторларының бағыты мен модулі қайталанады.

Механикалық тербелістер кезіндегі дене қозғалысының сипаттамалары туралы көрнекі түсінік қалыптасуы үшін мынадай тәжірибе жасауға болады. Серіппеге ілінген жүкке бояуға батырылған қылқаламды бекітіп, оның алдына қылқаламның ұшы тиіп тұратындай етіп ақ қағаз парағын ұстаймыз. Жүк тербеліс жасаған кезде қағазды тұрақты жылдамдықпен горизонталь бағытта жылжытамыз. Сонда қылқалам қағаз бетінде үздіксіз сызық түрінде із қалдырады.

Егер жүктің тербелісін тоқтатып, оны тепе-теңдік күйіне келтірсек, содан кейін парақты қайтадан қылқалам ұшының алдында горизонталь бағытта қайта жылжытсақ, онда қағаз бетінде түзу горизонталь сызық түрінде із қалады. Егер осы түзуді абсциссалар осі ретінде алсақ, онда абсциссалар осінің бойьша қағаз парағының бірқалыпты қозғалысы басталған мезеттен бері өткен уақытты салуға болады, ал жүк тербелген кезде парақ бетінде қалған із тербелістегі жүктің х координатасының т уақытқа тәуелділігінің графигін береді.

2. Денелердің өзара әрекеттесуі кезіндегі жылдамдықтарының өзгеру дәрежесін анықтайтын физикалық шама масса деп аталады. Массаны m әрпімен белгілейді.

Денелердің өзара әрекеттесуі-табиғатта кез келген дене міндетті түрде қандай да бір басқа денемен әрекеттеседі. Оған кез келген екі дененің соқтығысуы да, сондай-ак бір-бірімен серіппе немесе жіп арқылы байланысқан денелердің әрекеттесуі де мысал бола алады.

14- билет

1.

2. Термодинамиканың бірінші бастамасы— термодинамикалық жүйелер үшін энергияның сақталу заңы; бұл заң бойынша жүйеге берілетін жылу оның ішкі энергиясын өзгертуге және жүйенің сыртқы күштерге қарсы жұмысына жұмсалады.

Дене күйінің барлық энергиясы - микроскопиялық қозғалысының толық түріндегі сыртқы кинетикалық энергиясы Ек және салмақ күші өрісі, электрлі немесе магнит өрісі жағдайындағы потенциалды энергия Ен, сонымен қатар, дене бөлшектерінің құрамдық әрекеттері мен қозғалу энергиясын жасаушы ішкі энергия Ұ қосындыларынан тұрады:

Жылудинамикасының бірінші заңына сәйкес, жұмыстық дененің энергиясы кезінде, қабылданған жағдайға тиісті кезіндегі жүйенің өтуі 1 бастапқы күйінен 2 соңғы мәндеріне артуы, денеге берілген жылулық дҚ және мәніне келуі дЛ істелінген жүйе жұмысына тең: дҰ=дҚ-дЛ немесе әдетте былай жазу қабылданған –

Қаралып отырған жылудинамикалық жүйе шамаланса, онда дененің орталық салмақтық алмасу жылдамдығы өте аз (С=0), яғни қозғалыссыз жұмыстық дене көлемінің өзгеруі туралы сөз болады, сондықтан Ек=0. Айталық, Ер=0 сонымен, бұл жерде толық энергия ішкімен бірдей (Е=Ұ), ал жүйе энергиясының өзгеруі - жұмыстық дененің, ішкі энергиясының өзгеруіне келтіреді.

Термодинамиканың екінші бастамасы) — статистикалық нысандардың (мысалы, атомбеидардың, молекулалардың) үлкен санынан тұратын жүйелердің өз бетінше ықтималдығы аздау күйден ықтималдығы молырақ күйге ауысу процесін сипаттайтын табиғаттың түбегейлі заңы.

15- билет

1.Пайдалы әсер коэффициенті (ПӘК) – жүйенің (механизмнің) энергияны түрлендіру немесе басқа денеге беру тиімділігін сипаттайтын шама. Ол көбінесе грек әрпі η -мен (этта) белгіленіп, мына өрнек арқылы анықталады: η =Упайд./Утол, мұндағы Упайд., Утол. жүйенің жұмыс істеуі кезінде жұмсаған пайдалы және толық энергиялары. Орнықты режимде жұмыс істейтін механизмдерде сырттан келтірілген энергияның (Утол.) бір бөлігі (Упайд.) пайдалы кедергілерді (металл кесу, жүк көтеру, затты бөлшектеу, т.б.) жеңуге, ал қалған бөлігі (Ушығ.) зиянды кедергілерді (үйкеліс, денені қыздыру, гистерезис тұзағы, құйынды токтар) жеңуге жұмсалады. Бұл жағдайда η =Упайд./Утол. Немесе η =1–Ушығ./Утол. арқылы анықталады. Кез келген механизмнің жұмыс істеуі кезінде міндетті түрде энергия шығындары болатындықтан барлық уақытта η <1 болады. Ол ондық бөлшекпен немесе пайызбен (%) өрнектеледі. Мысалы, ЖЭС-тің Пайдалы әсер коэффициенті 0,35 – 0,40 (35 – 40%), іштен жанатын қозғалтқыштарда 0,40 – 0,50 (40 – 50%), қуатты генераторларда 0,98 (98%); ал фотосинтез процесінің Пайдалы әсер коэффициенті 12 – 15% шамасында. Термодинамиканың екінші заңына сәйкес жылу қозғалтқыштарының Пайдалы әсер коэффициенттерінің ең жоғарғы мәні Карно циклі бойынша анықталады. Машиналардың (әр түрлі қондырғылардың) Пайдалы әсер коэффициенті олардың әрбір элементтерінің жылулық, механикалық т.б. Пайдалы әсер коэффициенттері мен оның экономиялық, техникалық, т.б. Пайдалы әсер коэффициенттеріне ажыратылады. Жүйенің (механизмнің) толық Пайдалы әсер коэффициенті оның дербес элементтерінің Пайдалы әсер коэффициентінің көбейтіндісіне тең:

η = (An+1)/A1 = η1ˑ η2 ˑ...ˑ ηn = ηi

2.Еркін тербеліс , меншікті тербеліс — механикалық, электрлік, т.б. жүйелердің сыртқы әсерсіз, алғашқы берілген энергия (потенциалдық не кинетикалық) есебінен болатын тербелісі. Нақты жүйелердің еркін тербелісі, энергия шашырайтындықтан, әрқашан өшетін тербеліске жатады. Ал сызықтық жүйелердің еркін тербелісі қалыпты тербелістердің суперпозициясы болып есептеледі.

Еріксіз тербеліс — қандай да бір жүйеде периодты сыртқы күштің әсерінен пайда болатын тербеліс (мысалы, айнымалы магнит өрісі әсерінен болатын телефон мембранасының тербелісі, т.б.). Еріксіз тербелістің сипаты сыртқы күштің табиғаты мен жүйенің өзіне тән қасиеттері арқылы анықталады. Сыртқы күштің болуы — еріксіз тербелістің қозуы мен болуының қажетті шарты. Периодты сыртқы күштің әсерінен еріксіз тербелістің сипаты алғашқы кезде уақытқа байланысты өзгереді. Тек белгілі бір уақыт өткеннен кейін, жүйеде периодты сыртқы күштің периодына тең еріксіз тербеліс қалыптасады (орныққан еріксіз тербеліс). Дербес жағдайда, сыртқы күштің (жиілігі жүйенің меншікті тербеліс жиілігіне жуық) әсерінен сызықтық тербелмелі жүйеде еріксіз тербеліспен бір мезгілде меншікті (еркін) тербеліс пайда болады. Тербелістің бастапқы сәтінде ол тербелістердің амплитудалары бір-біріне тең де, ал фазалары қарама-қарсы болып келеді (суретті қ.). Сөйтіп, меншікті тербеліс біртіндеп өшкен соң, жүйеде тек орныққан еріксіз тербеліс қалады. Сондықтан тербелмелі жүйеде меншікті тербеліс неғұрлым ертерек өшсе, солғұрлым сол жүйеде орныққан еріксіз тербеліс тезірек қалыптасады. Еріксіз тербелістің амплитудасы әсер етуші күштің амплитудасы мен жүйедегі меншікті тербелістің өшу дәрежесіне байланысты анықталады. Егер меншікті тербелістің өшу дәрежесі аз болса, онда еріксіз тербелістің амплитудасы әсер ету күшінің жиілігі мен жүйенің меншікті тербеліс жиілігінің ара қатысына едәуір дәрежеде тәуелді. Сыртқы күштің жиілігі жүйенің меншікті жиілігіне жуықтаған кезде еріксіз тербелістің амплитудасы кенет артып, резонанс құбылысы пайда болады. Сызықтық емес жүйелерде тербелісті меншікті тербеліске және еріксіз тербеліске ажырату әрдайым мүмкін бола бермейді.

16-билет

1.Электромагниттік тербелістер - Зарядтың, ток күшінің және кернеудің периодты өзгерісін атайды. Электромагниттік тербеліс кезінде электр және магнит өрістері энергиясының бір-біріне периодты айналу процесі жүреді. Электромагниттік тербелістерді бақылау үшін электрондық осциллограф қолданылады.

Тербелмелі контур (орыс. Колебательный контур) — сыйымдылығы С конденстордан және индуктивтілігі Л катушкадан тұратын, сондай-ақ Ω0= 1/√( ЛЦ )периодты электр тербелісін туғызатын тұйық контур. Тербеліс конденсатордың электр өрісінің энергиясын катушканың магнит өрісінің энергиясына және керісінше түрлендіру арқылы пайда болады. Тербеліс жиілігі өзара параметрлерімен анықталады. Генераторлардың, күшейткіштердің, сүзгілердің резонанстық жүйесі ретінде пайдаланылады. Реалдық тербелмелі контурда барлық уақытга тербелістің ешуіне апарып соғатын кедергілер болады. Сыртқы электр қозғаушы күшінің (ЭҚК) көзіне немесе ток көзіне жалғау тәсіліне байланысты тізбекті жене параллельді тербелмелі контур деп ажыратылады.