КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ

Колебательным движениемназывается процесс, при котором система мно­го­кратно от­клоняясь от своего состояния равновесия, ка­ж­дый раз вновь возвраща­ется к нему. Промежуток времени Т, спустя который процесс полностью повторяет­ся, называется пе­риодом колебания.

Свободные колебания происходят в систе­ме, предоставленной самой себе после того, как она была выведена из положения рав­новесия.

Гармоническое колебание — явление периодического изменения какой-либо величины по функции синуса или косинуса. Уравнение гармонического колебания:

или ,

А - амплитуда колебаний или максимальное смещение из положения равновесия, w₀ - круговая (циклическая) частота, - фаза колебаний в момент времени t, j - начальная фаза колебаний или фаза в момент времени t=0.

­­- период колебаний, -частота колебаний, -циклическая частота колебаний.

Рис.7.1. Гармоническое колебание

Физический маятник -это твердое тело, совер­шаю­щее колебания под действием силы тяжести вокруг подвижной го­ризон­тальной оси, не совпадающей с его цен­тром тяжести. Если маятник откло­нить от положения равновесия на малый угол a и отпус­тить, он будет совершать ко­лебания.

Математический маятник- это материальная точка с массой m (тяжелый шарик малых размеров), подвешенная на невесомой (по сравнению с m шарика), уп­ругой, нерастяжимой нити длинною l. Если вывести шарик из положения равновесия, отклонив его от вертикали на небольшой угол a, а затем отпустить, он будет совершать колебания.

Циклическая частота и период колебаний математического маятника:

,

Наличие в реальной колебательной системе силы сопротивления среды при­во­дит к уменьшению энергии системы. Если убыль энергии не пополнять за счет работы внешних сил, колебания будут затухать. Затухающими называются колеба­ния с уменьшающейся во времени амплитудой.

Если на колеблющуюся систему действует периодически изменяющаяся сила, то колебания называются вынужденными.

Резонанс – явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к некоторым значениям (резонансным частотам), определяемым свойствами системы.