Periodično kretanje. Oscilatorno kretanje.
Cilj je shvatanje periodičnog kretanja kao oblika kretanja.
Identifikuje pojmove amplituda, elongacija, period, frekvencija i kružna frekvencija oscilovanja
3. Sila elastičnosti metalne opruge
Oscilatorno kretanje proučićemo pomoću kuglice prikačene za metalnu oprugu na sledećoj slici:
Slika pod a) prikazuje kuglicu koja se nalazi u ravnotežnom položaju 0. Tada opruga nije ni sabijena ni istegnuta.
Na slici b) kuglica je pomjerena pod dejstvom neke sile (npr. neko je povukao kuglicu, koja je pričvršćena za oprugu-istegnuo je) i ona se nalazi izvan ravnotežnog položaja, na rastojanju X0, desno od položaja 0.Tada na nju djeluje sila elastičnosti F , koja se javlja u opruzi usled deformacije (istezanja).
Po prestanku dejstva spoljne sile, slika c), usljed djelovanja sile elastičnosti F, opruga se sabija. Tada se kuglica nalazi na rastojanju X0, lijevo od položaja 0, zatim desno itd.
Kuglica izvrši jednu oscilaciju kada iz ravnotežnog položaja dođe do najudaljenije tačke, kratkotrajno se zaustavi, vrati se u ravnotežni položaj, a zatim usled inercije nastavlja da se kreće do najudaljenijeg položaja sa druge strane i ponovo se vrati u ravnotežni položaj.
Intenzitet sile elastičnisti metalne opruge, koja uzrokuje oscilatorno kretanje, srazmjeran je rastojanju tijela (kuglice) od ravnotežnog položaja:
F = k ּx
•k-koeficijent elastičnosti opruge
•x-predstavlja trenutno rastojanje od ravnotežnog položaja-izduženje ili skraćenje opruge u odnosu na početni položaj.
Kad se tijelo približava ravnotežnom položaju smjer sile je isti kao i smer brzine tela, pa se i njegova brzina povećava.
Pri udaljavanju tela od ravnotežnog položaja smerovi sile i brzine su suprotni usled čega se brzina tela smanjuje.
ENERGIJA OSCILATORNOG KRETANJA
U najudaljenijim tačkama ravnotežnog položaja (maksimalna sila elastičnosti) potencijalna energija tijela ima najveću vrednost, dok je kinetička energija tela jednaka nuli, jer je brzina tela u tim položajima jednaka nuli.
Prilikom prolaska kroz ravnotežni položaj tijelo ima maksimalnu kinetičku energiju (najveća brzina), a potencijalna energija sile elastičnosti je jednaka nuli.