Колебания и волны 11 класс

Колебания
Колебания - движения или процессы, которые характеризуются определенной повторяемостью во времени.
Механические колебания-колебания механических величин (смещения, скорости, ускорения, давления и т.п.).
Колебания
Гармонические
Свободные
Вынужденные

Гармонические колебания
Гармонические колебания - колебания, при которых колеблющаяся величина изменяется со временем по закону синуса или косинуса.
Уравнение гармонических колебаний .
или
где А – амплитуда,
ω - круговая частота,
α - начальная фаза,
(ωt + α ) – фаза.

МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ
И
ВОЛНЫ
Колебательное движение

График гармонических колебаний

Свободные колебания
Свободные колебания – колебания, совершаемые за счет первоначально сообщенной энергии при последующем отсутствии внешних воздействий на колебательную систему ( систему , совершающую колебания).
Примеры свободных механических колебаний:
Пружинный маятник.
Это груз массой m, подвешенный на абсолютно упругой пружине и совершающий гармонические колебания под действием упругой силы F=-kx, k- жесткость пружины.
Математический маятник.
Это идеализированная система , состоящая из материальной точки массой m, подвешенной на нерастяжимой невесомой нити, и колеблющаяся под действием силы тяжести.

График пружинного маятника

График математического маятника

Вынужденные колебания
Вынужденные колебания – колебания, возникающие под воздействием внешней периодически изменяющейся силы.
Если частота ν внешней силы совпадает с частотой ν свободных колебаний системы, амплитуда колебаний резко возрастает. Это явление называется резонансом.

Волны

Волны - распространение колебаний в пространстве с течением времени.
Упругие волны – механические возмущения, распространяющиеся в упругой среде.
Волны
продольные
поперечные
Волны, в которых колебания происходят вдоль направления их распространения.
Волны, в которых колебания происходят перпендикулярно направлению их распространения.

Основные понятия по теме «Колебания»
Амплитуда колебаний- модуль максимального отклонения физической величины от ее равновесного значения.
Частота колебаний- число полных колебаний, совершаемых в единицу времени.
Период колебаний- время одного полного колебания, т.е. минимальный промежуток времени, через который происходит повторение процесса.
Автоколебания- незатухающие свободные колебания, поддерживающиеся за счет периодической ( в каждом цикле) подкачки энергии от какого-либо источника.