Физика 11 класс

На сайте Сейчас67 гостейонлайн

Колебание І хвилІ

МеханІЧнІ колебание. ГармонІЧнІ колебание и їхнІ характеристики

МеханІЧне колебание - такой вид движения тІЛа, пІД время которого оно многократно проходит однІ и тІ самІ положение

Колебание называются ГармонІЧними, если их характеристики (например, змІЩення тІЛа из положения рІВноваги) змІНюються во времяІ по закону синуса или косинуса

ВІЛьними (Собственными) называются колебание, какІ здІЙснює тІЛо за счет начальной енергІЇ, без зовнІШньої дІЇ пІД время колебаний. Пример: колебание математического маятника, который вІДхилили вІД положение рІВноваги І вІДпустили.

ДеякІ фІЗичнІ характеристики колебаний матерІАльної точки (например, перІОт, частота, циклІЧна частота) очень схожІ на характеристики движения матерІАльної точки по колу

ПерІОт - время одного колебания, колебание и волны, обратная величина - Частотаколебание и волны; колебание и волны, колебание и волны (герц), колебание и волны.

Величина, аналогІЧна кутовІЙ швидкостІ обращение колебание и волны, называется ЦиклІЧною (Круговой) частотой колебаний: колебание и волны.

АмплІТудою колебанийА называется максимальное змІЩення матерІАльної точки из положения рІВноваги: колебание и волны.

РІВняння гармонІЧних колебаний колебание и волны. Аргумент синуса колебание и волны называется Фазой колебаний І обозначается колебание и волны. Фаза показывает, какая часть полного колебания здІЙснилась на данный моментчасу.

Если бы в начальный момент колебание и волны маятник не проходил через положение рІВноваги, т.е. нить математического маятника образовывала бы угол колебание и волны с вертикалью, то рІВняння колебаний имело бы вид колебание и волны, где все выражение в дужках - фаза колебаний, а колебание и волны- начальная фаза колебаний

Математический І пружинный маятники. ПерІОды их колебаний

Математический маятник - тІЛо типа матерІАльної точки, пІДвІШене на довгІЙ невагомІЙ нерозтяжнІЙ нитцІ (а).

При вІДхиленнІ нити вІД вертикального положения система нить-тягарець может здІЙснювати колебание в вертикальнІЙ плоскостейІ. Колебание вІДбуваються пІД дІЄю повертаючої силы колебание и волны, которая является составляющей силы тяжІНня колебание и волны.

Значение перьевІОду T тем быІЛьше, чем быІЛьша длина маятника l (тягарець на довгІЙ нитцІ колеблется «не поспІШаючи»). Числовое значение T определяется также значением ускорения, которое его предоставляет тІЛу сила тяжІНня (итак, значение T на ЗемлІ І МІСяцІ вІДрІЗняються).

ПерІОт колебаний математического маятника колебание и волны.

Пружинный маятник (б) состоит из тягарця массой m, соединенного с пружиной жорсткІСтю k. Если зовнІШньою силой вывести систему из положения рІВноваги, она может колебаться вІДносно положенняO.

ПерІОт колебаний пружинного маятникаколебание и волны.

колебание и волны

Колебание такого маятника вІДбувається пІД дІЄю силы пружностІ, итак, на вІДмІНу вІД математического, пружинный маятник может быть расположен І горизонтально.

Преобразование енергІЇ в колебательному русІ

ПІД время колебаний беспрерывно вІДбувається преобразование одного вида механІЧної енергІЇ на ІНший.

а) Пусть сначала кулька математического маятника, зображенного на рисунке, содержится в точцІ B, при этомколебание и волны,колебание и волны;

б) при русІ вІД точки B к точке A: колебание и волныУменьшается, колебание и волны возрастает;

в) в точцІ A: колебание и волны, колебание и волны;

г) при русІ вІД точки A к точке C (внаслІДок ІНерцІЇ) колебание и волны уменьшается, колебание и волны возрастает;

д) пІСля достижение точки C (колебание и волны, колебание и волны) кулька приходит в движение в противоположный быІК.

ВимушенІ колебание. Резонанс

ГрафІК ІДеалІЗованого собственного колебания представляет собой синусоиду или косинусоїду. Однако в кое-какІЙ реальнІЙ коливальнІЙ системІ, внаслІДок неминучостІ дІЇ сил трения и сопротивления, власнИ колебания згасають, т.е. их амплІТуда уменьшается з порой.

колебание и волны

В природІ І технІЦІ очень часто реалІЗуються не власнІ, а вимушенІ колебание, т.е. колебание пІД дІЄю зовнІШньої (змушуючої) силы. Примеры: вимушенІ колебание здІЙснюють дерева І фрагменты сооружений пІД нажимом вІТру; пІДлога машинного зала на заводІ; мІСт пІД ногами людей, мембрана мІКрофона и ІН.

ВимушенІ колебания могут быть незатухающими, если зовнІШня дІЯ будет компенсировать уменьшение енергІЇ в системІ, вызванное дІЄю сил трения и сопротивления